金纳米颗粒悬浮液中的电热等离激元流动：流速与聚集体浓度的非线性依赖关系
流体动力学
2024-03-18 v1 介观与纳米尺度物理
应用物理
光学
摘要
微尺度下液体的高效混合与泵送仍是一项有待优化的技术。交流电场与微小温度梯度的结合会产生强烈的电热流动，可用于多种用途。通过结合模拟与实验，我们分析了当温度梯度由近共振聚焦激光照射悬浮液中等离激元纳米颗粒产生时，电热流动的性能。通过追踪悬浮液中荧光示踪微粒的速度，测量了流体流动随电场、激光功率和等离激元颗粒浓度的变化。除其他结果外，发现流体速度与颗粒浓度之间存在非线性关系，这可由涉及聚集体和单个颗粒的多次散射-吸收事件来解释，这些事件在浓度升高时导致吸收增强。模拟提供了与实验相符的现象描述，并构成了理解和估算分散颗粒及/或聚集体吸收与散射截面的途径。实验与模拟的比较表明，金纳米颗粒发生聚集形成约5-9个颗粒的团簇，但若无进一步的理论与实验进展，无法获得其结构信息。这种非线性行为可通过诱导颗粒的某种可控聚集来获得极高的ETP速度。
引用
@article{arxiv.2212.14483,
title = {Electro-Thermo-Plasmonic Flow in Gold Nanoparticle Suspensions: Nonlinear Flow Velocity Dependence with Aggregates Concentration},
author = {Carlos David González Gómez and Raúl A. Rica and Emilio Ruiz-Reina},
journal= {arXiv preprint arXiv:2212.14483},
year = {2024}
}