宏观纳米纸板片的的光泳悬浮
应用物理
2020-02-24 v1
摘要
由于复杂的电子器件需求、制造限制以及低雷诺数下黏性阻尼的增加，将微型旋翼飞行器和扑翼飞行器缩小到亚厘米尺寸具有挑战性。光泳，即光驱动流体流动，先前被用于在无任何运动部件的情况下悬浮固体颗粒，但仅限 1-20 微米的尺度。在此，我们利用厚度为 50 nm 的刚性结构板，在毫米到厘米尺度上实现光泳悬浮。我们的悬浮不是通过传统旋翼或机翼产生升力，而是由于光诱导的热 transpiration（热 transpiration，穿流）通过板内微通道而产生。在大气压下，板在距固体基底约 0.5 mm 的高度悬停，通过在板下形成气垫实现。此外，在减压条件（10-1000 Pa）下，通过板通道的热 transpiration 速度增加，产生空气射流，实现空中悬浮，并允许板携带比板自身更重的小载荷。这种用于宏观结构的新推进机制，为未来在地球高层大气和其他行星表面无运动部件的纳米技术赋能飞行载具创造了前景。
引用
@article{arxiv.1910.03900,
title = {Photophoretic Levitation of Macroscopic Nanocardboard Plates},
author = {John Cortes and Christopher Stanczak and Maanav Narula and Mohsen Azadi and Samuel M. Nicaise and Howard Hu and Igor Bargatin},
journal= {arXiv preprint arXiv:1910.03900},
year = {2020}
}