金属涂层微通道中的热焱喷射
流体动力学
2024-10-14 v1 光学
摘要
连续波激光在微流控通道中产生气泡，被提议用于因其体积小小和便宜的激光价格而进行针头免喷射等应用。然而，由于水在可见和近红外波段透明，便宜的二氧化碳激光无法实现吸收，因此需要染料以实现吸收，而在 thermocavitation 应用中往往不可取，如疫苗或化妆品。在本工作中，我们探讨了另一种光能吸收机制。微流控通道壁部分覆盖薄金层，从蓝色激光二极管吸收光能。将其与红色染料的体积吸收进行比较。结果表明，这种表面吸收可用于无需染料生成气泡。然而，与染料生成的气泡相比，所生成气泡较小且生长较慢。此外，玻璃通道壁中的热散失影响整体效率。最后，金属层随时间的退化降低了可重复性并限制了其寿命。提出进一步的实验和模拟，以潜在地解决这些问题并优化气泡形成。我们的发现可为用于相变实验和其他焱喷现象的微流控器件设计和操作提供指导，例如喷射注射器或生物工程中的液体供应。
引用
@article{arxiv.2406.17570,
title = {Thermocavitation in gold-coated microchannels for needle-free jet injection},
author = {Jelle J. Schoppink and Nicolás Rivera Bueno and David Fernandez Rivas},
journal= {arXiv preprint arXiv:2406.17570},
year = {2024}
}