水中等离子体气泡成核与生长:溶解空气的影响
流体动力学
2020-02-04 v1
摘要
在连续激光辐照下,浸入水中的贵金属纳米颗粒可迅速升温,导致所谓等离子体气泡的成核。本工作中,我们欲进一步理解气泡成核与生长机制。特别地,我们定量研究溶解空气量对气泡成核与生长动力学的影响,既包括初始巨型气泡(在开启激光后不久形成且主要由蒸气组成),也包括气泡的最终生命阶段(此期间主要包含从水中排出的空气)。我们发现气泡成核温度依赖于气体浓度:气体浓度越高,气泡成核温度越低。此外,长期的扩散主导气泡生长由气体浓度支配。对于空气平衡与空气过饱和的水,气泡半径按 R(t)~t^1/3 增长。相反,在部分脱气水中,即便在我们达到的最高温度下,水仍欠饱和,故生长缓慢得多。
引用
@article{arxiv.2002.00688,
title = {Plasmonic Bubble Nucleation and Growth in Water: Effect of Dissolved Air},
author = {Xiaolai Li and Yuliang Wang and Mikhail E. Zaytsev and Guillaume Lajoinie and Hai Le The and Johan G. Bomer and Jan C. T. Eijkel and Harold J. W. Zandvliet and Xuehua Zhang and Detlef Lohse},
journal= {arXiv preprint arXiv:2002.00688},
year = {2020}
}
备注
8 pages, 7 figures