用脉冲激光在纯水中实现持续高速的水流

9月27日，电子科技大学基础与前沿研究院王志明教授团队在Science子刊《Science Advances》上发表了题为“Laser streaming: Turning a laser beam into a flow of liquid”的研究论文。基础与前沿研究院王志明教授团队博士后王亚楠为共同第一作者, 王志明教授与包吉明教授为论文联合通讯作者。这是王志明教授团队首次在该期刊发表以电子科技大学为第一单位的研究论文。该论文被选作首页头条在《Science Advances》官网滚动报道，这也是电子科技大学首次登上《Science Advances》杂志首页头条的文章。

该论文的预印本最初发布在网络论文平台arXiv.org上，上线至今短短一个半月的时间内已被MIT Technology Review、AZoNano、Laser Focus World等数十家国际知名科技媒体转载报道。

如何有效地利用激光驱动宏观物体运动一直是科学研究界的一项重大挑战。王志明教授团队与来自美国休斯顿大学、哈佛大学、普渡大学等国内外高校的合作者提出了一种全新的光流体学机理，并成功地用脉冲激光在纯水中实现持续高速的水流。该光流体学机理融合了两个基本的物理过程，一是光声效应，二是声波驱动流体效应。

在实验中，研究团队首先利用纳秒激光照射装有金纳米颗粒分散液的玻璃比色皿。经一段时间照射，激光在比色皿内壁的聚焦处会产生形如火山口并附着有金纳米颗粒的微腔。金纳米颗粒在脉冲激光的照射下会经历快速的、周期性的体积膨胀和收缩，从而产生超声波（光声效应）。而在金纳米颗粒和腔体的共同作用下，定向的高频超声波通过声波驱动效应，驱动分散液产生高速流动。这里，金纳米颗粒附着的微腔是连接光声效应和声波驱动效应的关键。一旦微腔形成，将分散液替换为纯水或其他溶液，激光亦可驱动其他液体流动。这一有趣的实验发现有机地结合了纳米光子学、声学、微流体学和材料科学，在光学调控或触发的微结构器件系统中有极为广泛的应用前景。

王亚楠博士是基础与前沿研究院王志明教授团队与休斯顿大学包吉明教授研究组联合培养的博士后，主要从事纳米光子学和低维材料的研究。入站至今，王亚楠博士已以电子科技大学基础与前沿研究院为第一单位，第一作者身份在一区期刊《Nanoscale》上发表题为“Distinguishing thermal lens effect from electronic third-order nonlinear self-phase modulation in liquid suspensions of 2D nanomaterials”的论文；并参与发表11篇SCI检索论文，其中数篇发表在《Advanced Materials》《Chemistry of Materials》《ACS Photonics》等高影响力一区的期刊上。《Science Advances》为Science刊物旗下子刊，是美国科学促进会（American Association for the Advancement of Science，AAAS）主办出版的第一个开放获取类刊物，旨在发表推进科学发展的具有重要影响力和创新性的前沿工作。