微米级光吸收胶囊的光泳运动：数值模拟

具有液态核心和复合聚合物光吸收壳层的多层微粒（微胶囊）是现代生物和医疗技术的重要组成部分。微胶囊外壳的打开和有效载荷的释放可以通过光辐射实现。光泳力源于辐射激发的热梯度，由微粒的温度不均匀性引起。光泳力与辐射压力一样，本质上是机械力，可能导致微胶囊在打开周期中移动。我们对微胶囊在强激光脉冲照射下的光泳运动进行了数值模拟。使用有限元方法对球形微胶囊内的温度场进行了数值计算，并考虑了随机分布在胶囊周围、用于增强短脉冲照射下胶囊加热的辅助纳米粒子。详细研究了吸收光功率的空间分布以及微胶囊加热随其尺寸变化的时间动力学。据我们所知，我们首次展示了在光泳梯度力的作用下，微胶囊可以沿激光入射方向向前或向后移动数十纳米，具体取决于粒子尺寸和光吸收条件。