Сепарация частиц в полидисперсной наносуспензии в поле лазерного излучения
В.И. Иванов, С.А. Пячин
ФГБОУ ВО «Дальневосточный государственный университет путей сообщения»
DOI: 10.26456/pcascnn/2021.13.146
Оригинальная статья
Аннотация: На основе стационарного решения уравнения диффузии изучена сепарация наночастиц в прозрачной полидисперсной водной суспензии с различными типами распределений по размерам под действием силы светового давления, возникающей в поле лазерного излучения интенсивностью 0,5—500 кВт/см2. Установлено, что на дно кюветы преимущественно будут осаждаться частицы радиусом более 100 нм, а концентрация более мелких наночастиц во всем объеме суспензии останется без изменений. В случае симметричного начальное распределения наночастиц по размерам воздействие интенсивного светового пучка на суспензию приводит к нарушению симметрии кривой функции распределения, а также смещению максимума в область меньших размеров частиц на облучаемой поверхности. Если начальное распределение по размерам имеет несимметричный характер, исходное одномодовое распределение частиц по размерам трансформируется в двумодовое. Данная методика может быть использована для выделения
Ключевые слова: лазерное излучение, полидисперсная среда, наночастицы, осаждение, сепарация
- Иванов Валерий Иванович – д.ф.-м.н., профессор, заведующий кафедрой «Физика и теоретическая механика», ФГБОУ ВО «Дальневосточный государственный университет путей сообщения»
- Пячин Сергей Анатольевич – д.ф.-м.н., доцент, профессор кафедры «Физика и теоретическая механика», ФГБОУ ВО «Дальневосточный государственный университет путей сообщения»
Ссылка на статью:
Иванов, В.И. Сепарация частиц в полидисперсной наносуспензии в поле лазерного излучения / В.И. Иванов, С.А. Пячин // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов. — 2021. — Вып. 13. — С. 146-155. DOI: 10.26456/pcascnn/2021.13.146.
Полный текст: загрузить PDF файл
Библиографический список:
1. Пул, Ч. Нанотехнологии / Ч. Пул, Ф. Оуэнс. Пер. с англ. – 2-е, доп. изд. – М.: ЗАО «РИЦ «Техносфера», 2005. – 336 с.
2. Евстрапов, А.А. Физические методы управления движением и разделением микрочастиц в жидких средах. I. Диэлектрофорез, фотофорез, оптофорез, оптический пинцет / А.А. Евстрапов // Научное приборостроение. – 2005. – Т. 15. – № 1. – С. 3-20.
3. Соколовский, Г.С. Манипулирование микрочастицами при помощи бесселевых пучков, полученных от полупроводниковых лазеров / Г.С. Соколовский, С.Н. Лосев, К.К. Соболева и др. // Письма в Журнал технической физики. – 2014. – Т. 40. – Вып. 11. – С. 53-59.
4. Nieminen, T.A. Optical tweezers: theory and modelling / T.A. Nieminen, N. du Preez-Wilkinson, A.B. Stilgoe et al. // Journal of Quantitative Spectroscopy and Radiative Transfer. – 2014. – V. 146. – P. 59-80. DOI: 10.1016/j.jqsrt.2014.04.003.
5. Афанасьев, А.А. Движение серебряных наночастиц в жидкости с различной вязкостью под действием сил светового давления / А.А. Афанасьев, Л.С. Гайда, Е.В. Матук, А.Ч. Свистун // Проблемы физики, математики и техники. – 2016. – № 4(29). – C. 7-12.
6. Polimeno, P. Optical tweezers and their applications / P. Polimeno, A. Magazzù, M.A. Iatì et al. // Journal of Quantitative Spectroscopy and Radiative Transfer. – 2018. – V. 218. – P. 131-150. DOI: 10.1016/j.jqsrt.2018.07.013.
7. Yang, Y. Optical trapping with structured light: a review / Y. Yang, Y.-X. Ren, M. Chen, Y. Arita, C. Rosales-Guzmáne // Advanced Photonics. – 2021. – V. 3. – № 3. – P. 034001-1-034001-40. DOI: 10.1117/1.AP.3.3.034001.
8. Минин, И.В. Оптические и акустические ловушки / И.В. Минин, О.В. Минин // Вестник СГУГиТ. – 2017. – Т. 22. – № 3. – С. 194-214.
9. Иванова, Г.Д. Светоиндуцированная линза в прозрачной плотной наносуспензии / Г.Д. Иванова, А.В. Мяготин, В.И. Иванов // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов. – 2019. – Вып. 11. – С. 590-595. DOI: 10.26456/pcascnn/2019.11.590.
10. Ivanova, G. Light-induced sedimentation in nanoliquids / G. Ivanova, V. Khe, V. Ivanov // Journal of Physics: Conference Series. – 2018. – V. 1115. – I. 3. – Art. № 032086. – 4 p. DOI: 10.1088/1742-6596/1115/3/032086.
11. Иванов, В.И. Осаждение наночастиц под действием сил светового давления в жидких средах / В.И. Иванов, Г.Д. Иванова, В.И. Крылов, В.К. Хе // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов. – 2018. – Вып. 10. – С. 286-290. DOI: 10.26456/pcascnn/2018.10.286.
12. Khe, V.K. Sedimentation of particles by the light pressure in nanosuspension / V.K. Khe, V.I. Ivanov, G.D. Ivanova, P.G. Chigrin // 23rd International Symposium on Atmospheric and Ocean Optics, Atmospheric Physics: proceedings, 3-7 July 2017, Irkutsk, Russian Federation. – Washington: Society of Photo-Optical Instrumentation Engineers. – 2017. – V. 10466. – Art. № 104664K. – 7 p. DOI: 10.1117/12.2288774.