บาคาร่าเว็บตรง นักวิจัยในเม็กซิโกและฝรั่งเศสค้นพบเอฟเฟกต์ Leidenfrost แบบใหม่ที่ทำให้หยดของเหลวต่างๆ กระเด็นเข้าหากันเมื่อวางบนพื้นผิวที่ร้อน นำโดยFelipe Pacheco-Vázquezจาก Autonomous University of Puebla ทีมงานพบว่าพฤติกรรมนี้เกิดจากจุดสัมผัสสามจุดพร้อมกันระหว่างหยดทั้งสองและพื้นผิว ทำให้เกิดสิ่งที่ทีมเรียกว่า tripl e Leidenfrost effect
เมื่อวางหยดของเหลวลงบนพื้นผิวที่ร้อนเพียงพอ
การระเหยของหยดจะสร้างไอระเหยที่แยกออกจากพื้นผิว – ทำให้หยดลอยได้ การลอยตัวนี้เป็นอุปสรรคต่อการระเหยของหยดละอองและช่วยให้ร่อนข้ามพื้นผิวได้ด้วยการเสียดสีเพียงเล็กน้อย แม้ว่าผลกระทบนี้เป็นที่ทราบกันมานานหลายศตวรรษแล้ว แต่นักฟิสิกส์ยังคงค้นพบสิ่งที่น่าประหลาดใจเกี่ยวกับพฤติกรรมของละอองลอยที่ลอยอยู่ในอากาศในบางสถานการณ์
ในการศึกษาของพวกเขา ทีมของ Pacheco-Vázquez ได้พิจารณาถึงสิ่งที่เกิดขึ้นเมื่อมีการวางหยดละอองหลายชุดบนพื้นผิวเว้าเล็กน้อยที่ร้อน โดยธรรมชาติจะหยดละอองไปยังจุดต่ำสุดตรงกลาง เมื่อใช้หยดน้ำ นักวิจัยพบว่าพวกมันรวมตัวกันเกือบจะในทันทีเมื่อสัมผัสกัน: รวมเป็นหยดเดียวขนาดใหญ่อย่างรวดเร็ว แต่เมื่อมีการใช้หยดน้ำและละอองเอทานอล ทีมงานพบว่าละอองชนิดต่างๆ กระดอนกันหลายครั้ง ก่อนที่จะรวมตัวกันในที่สุด
สามชั้นไอเพื่ออธิบายพฤติกรรมนี้ นักวิจัยได้พิจารณาชั้นไอที่แยกจากกันสามชั้นที่เกี่ยวข้องในกระบวนการนี้ เลเยอร์เหล่านี้อยู่ใต้แต่ละหยด และระหว่างสองหยดเมื่อสัมผัสกัน ชั้นที่สามนี้เกิดจากความแตกต่างของอุณหภูมิเดือดระหว่างสองหยด: ทำให้หยดที่ร้อนกว่า (น้ำในกรณีนี้) ทำหน้าที่เป็นพื้นผิวที่เอทานอลซึ่งมีจุดเดือดต่ำกว่าจะระเหย สิ่งนี้จะสร้างไอเอธานอลเป็นชั้นที่สองซึ่งป้องกันไม่ให้ของเหลวทั้งสองรวมตัวกัน – และหยดละอองจะกระเด็นออกจากกัน
ในที่สุด หยดเอธานอลที่ระเหยเร็วขึ้นจะมีขนาดใกล้เคียง
กับความยาวเส้นเลือดฝอย ซึ่งสัมพันธ์กับความแตกต่างของความหนาแน่นระหว่างของเหลวทั้งสองและแรงตึงผิวที่ส่วนต่อประสาน ณ จุดนี้ เอทานอลไม่สามารถผลิตไอมากพอที่จะทนต่อการดึงดูดของน้ำได้อีกต่อไป และในที่สุดของเหลวก็หลอมรวมเข้าด้วยกันหยดน้ำเป็นฟองลอยอยู่ที่อุณหภูมิห้อง
ทีมงานทำการทดลองซ้ำโดยใช้ของเหลว 10 ชนิด ตามที่คาดการณ์ไว้ในทฤษฎีใหม่ พวกเขาสังเกตเห็นพฤติกรรมการกระดอนเดียวกันสำหรับหยดที่มีจุดเดือดต่างกันมาก ในกรณีที่จุดเดือดใกล้เคียงกันมากขึ้น หยดละอองจะรวมตัวกันโดยไม่มีการกระเด้ง
ในการอ้างอิงถึงชั้นไอสามชั้นที่เกี่ยวข้องในกระบวนการนี้ นักวิจัยได้ขนานนามว่าเอฟเฟกต์ไลเดนฟรอสต์สามชั้น ตอนนี้พวกเขาหวังว่าทฤษฎีของพวกเขาจะสามารถเปิดการใช้งานใหม่ในไมโครฟลูอิดิกส์ ซึ่งรวมถึงความเข้าใจที่ดีขึ้นว่าละอองเชื้อเพลิงโต้ตอบกันอย่างไรในเครื่องยนต์ที่มีความร้อนสูงเกินไป
ในความยาวคลื่นที่แตกต่างกันจากข้อมูลของ Galland ผลลัพธ์ของทั้งสองกลุ่มแสดงให้เห็นว่าการรวมการกระตุ้นด้วยคลื่นอินฟราเรดกลางและ Raman spectroscopy บน nanocavity เดียวกันนั้นเป็นเทคนิคที่หลากหลายซึ่งทำงานในการออกแบบ nanocavity ที่แตกต่างกัน ความแตกต่างที่ใหญ่ที่สุดคือ ทีมงานของเคมบริดจ์ใช้แหล่งกำเนิดแสงแบบพัลซิ่ง ซึ่งหมายความว่ากำลังสูงสุดที่กระทบบนช่องนาโนจะสูงขึ้นอย่างมาก จากข้อมูลที่ให้ไว้ใน บทความของอีกทีม
หนึ่งซึ่งตีพิมพ์ในวารสาร Scienceฉบับเดียวกัน
กับผล EPFLGalland กล่าวว่าเขาพบว่ากระบวนการ upconversion นั้นไม่สอดคล้องกันอย่างสมบูรณ์ และผลกระทบจากความร้อนอาจมีส่วนทำให้เกิด ซึ่งอาจลดช่วงของการใช้งาน อย่างไรก็ตาม ความสามารถในการปรับแต่งของพัลซิ่งเลเซอร์ทำให้สามารถตรวจสอบได้ว่าการสั่นสะเทือนของโมเลกุลใดอนุญาตให้มีการแปลงขึ้นได้ ซึ่ง Galland กล่าวว่าเป็นข้อได้เปรียบ
ในมุมมองของ Babergg ผลลัพธ์ทั้งสองนี้แสดงถึงคุณูปการอย่างใหญ่หลวงต่อภาคสนาม และอาจนำไปสู่การใช้งานจริงได้ “นี่เป็นวิธีใหม่ในการตรวจจับแสงอินฟราเรดช่วงกลางโดยไม่ต้องให้เครื่องตรวจจับเย็น ซึ่งเป็นสิ่งที่คุณต้องทำตามปกติหากตรวจพบโฟตอนอินฟราเรดช่วงกลางที่มีพลังงานต่ำโดยตรง” เขากล่าว อย่างไรก็ตาม เขาแนะนำว่าการขาดพื้นผิวเรียบในโพรงของทีม EPFL อาจเป็นสิ่งกีดขวาง “ [พื้นผิวที่ไม่เรียบ] นี้ดักแสงต่างกัน และระบบดังกล่าวยากต่อการทำซ้ำ” เขาอธิบาย “เราใช้อนุภาคนาโนกับทองคำแบน และแรงดึงดูดของแวนเดอร์วาลส์ที่แข็งแกร่งกว่า 200 บรรยากาศระหว่างพื้นผิวโลหะหลอมรวมด้านทองคำที่แบนราบอย่างเป็นอะตอม สิ่งนี้ช่วยให้เราได้ผลลัพธ์ที่สม่ำเสมออย่างยิ่ง”
อนาคตอินฟราเรดที่สดใส Baumberg และเพื่อนร่วมงานได้สร้างช่องนาโนโดยใช้แผ่นทองคำที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 6 µm ซึ่งวางบนแผ่นเวเฟอร์ซิลิคอน แผ่นดิสก์ถูกปกคลุมด้วยโมโนเลเยอร์ BPT และนาโนสเฟียร์สีทองที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 60 นาโนเมตรวางอยู่ด้านบนอีกครั้งทำให้เกิดช่องว่าง 1 นาโนเมตร ในการสร้างแสง MIR ทีมงานเคมบริดจ์ใช้แหล่งกำเนิดแสงเลเซอร์แบบพัลซิ่งซึ่งมีความยาวคลื่นที่ปรับได้ระหว่าง 8 ถึง 12 µm ซึ่งปรับให้เข้ากับโหมดการสั่นของโมเลกุล BPT ทีมงานใช้แหล่งกำเนิดแสงเลเซอร์ 785 นาโนเมตรสำหรับการกระตุ้นรามันและเพื่อรวบรวมเส้นสเปกตรัมต่อต้านสโตกส์-ชิฟต์
ในอนาคต ทีมงานของ Galland วางแผนที่จะมุ่งเน้นไปที่การเพิ่มจำนวนโมเลกุลที่นำไปสู่การแปลงที่เพิ่มขึ้น โดยหลักการแล้ว การปรับปรุงประสิทธิภาพการแปลงของลำดับความสำคัญหลายๆ อย่างเป็นไปได้ เขากล่าว และทีมงานกำลังสำรวจหลายเส้นทางเพื่อให้บรรลุเป้าหมายนี้ อีกด้านของการปรับปรุงคือการขยายความครอบคลุมสเปกตรัมทั่วทั้งอินฟราเรดกลางและลงไปที่โดเมน THz “ร่วมกับนักเคมีและนักทฤษฎี
เรากำลังระบุและออกแบบโมเลกุลที่สนับสนุนโหมดการสั่นด้วยคุณสมบัติที่จำเป็นสำหรับการแปลงความถี่ที่ความถี่ต่ำ (ความยาวคลื่นที่ยาวกว่า)” เขากล่าว “เรากำลังสำรวจการออกแบบอื่นๆ ที่แตกต่างกันสำหรับโพรงพลาสโมนิกเรโซแนนซ์แบบดูอัลเรโซแนนซ์ที่มีลักษณะเฉพาะและความสามารถในการปรับขนาดที่ดีขึ้น”เครื่องตรวจจับควอนตัมดอทคอลลอยด์มองเห็นเพิ่มเติมในอินฟราเรด บาคาร่าเว็บตรง
