Fontaine créée par des lasers, l'effet Marangoni en est la bring about

  • Des ingénieurs ont découvert qu'ils pouvaient créer des fontaines ascendantes dans l'eau en faisant briller des faisceaux laser à la surface de l'eau, grâce à un phénomène connu sous le nom d'effet Marangoni.
  • L'effet Marangoni est provoqué par des différences de pressure superficielle et explique le comportement de l'eau. Il a été décrit pour la première fois dans les années 1860, mais cette nouvelle découverte montre qu'il peut également entraîner une déformation vers le haut de l'eau.
  • Les fontaines liquides induites par laser de l'effet Marangoni ont un potentiel d'applications dans divers domaines tels que la lithographie et l'impression 3D, le transfert de chaleur et le transport de masse, la croissance cristalline et le soudage d'alliages, la microfluidique et optique adaptative.

Deux ingénieurs de l’Université de Houston ont découvert qu’ils pouvaient créer des fontaines ascendantes dans l’eau en faisant briller des faisceaux laser à la floor de l’eau. Jiming Bao, professeur de génie électrique et informatique à l’UH, et son étudiant postdoctoral Feng Lin, attribuent cette découverte à un phénomène connu sous le nom d’effet Marangoni, qui provoque la convection et explique le comportement de l’eau lorsqu’il existe des différences de pressure superficielle.

Bien que décrit pour la première fois dans les années 1860, l’effet Marangoni fait toujours son chemin avec la science.

“Scientifiquement, personne n’avait prédit ou imaginé ce form de déformation vers le haut auparavant”, rapporte Bao dans Resources Currently Physics. “Il est bien connu qu’une convection de Marangoni vers l’extérieur à partir d’une région à faible pressure superficielle déprime la area libre d’un liquide. Ici, nous rapportons que cette perception établie n’est valable que pour les movies liquides minces. En utilisant le chauffage au laser de surface area, nous montrons que dans les liquides profonds, un faisceau laser tire le fluide au-dessus de la surface area libre, générant des fontaines de différentes formes.”

Voici un visuel Marangoni : Saupoudrer un bouquet de poivre dans un bol d’eau. Versez ensuite une goutte de détergent liquide (vaisselle, lessive, même un morceau de savon ou de dentifrice) au milieu du même bol et regardez le poivre se débourser, se dispersant rapidement sur les côtés du bol. Cette expérience very simple illustre l’effet Marangoni, qui apparaît dans de nombreuses programs de la dynamique des fluides.

Dans l’incarnation la furthermore récente, les fontaines liquides induites par laser de l’effet Marangoni ont le potentiel d’avoir un affect sur les purposes impliquant des liquides ou des matières molles telles que la lithographie et l’impression 3D, le transfert de chaleur et le transportation de masse, la croissance cristalline et le soudage d’alliages, le réseau dynamique et la modulation spatiale de la lumière et microfluidique et optique adaptative.

Inspiré par ses travaux précédents, la simulation réussie de la dépression de area vers l’intérieur dans un liquide peu profond, Bao a augmenté la profondeur du ferrofluide dans la simulation actuelle. Le ferrofluide est un liquide dit “magique” et est surtout connu pour ses étonnantes pointes de surface générées par un aimant.

“Comprendre la déformation de surface distincte dans des liquides de différentes profondeurs aide à démêler la dynamique du processus de déformation de surface area”, a déclaré Bao.

Bao a utilisé un faisceau laser à onde go on de faible puissance (