热能系在纳米气溶胶新式激光确诊办法的物理机
来源:警告网 发表于2019-07-12 12:11:25 编辑:巴菲特
摘要: 热能系在纳米气溶胶新式激光确诊办法的物理机制研讨中获得重要发展 3月13日电? 近来,清华大学热能系博士生任翊华,在导师李水清、青年教师张易阳

热能系在纳米气溶胶新式激光确诊办法的物理机制研讨中获得重要发展

3月13日电? 近来,清华大学热能系博士生任翊华,在导师李水清、青年教师张易阳(已到核研院作业)的辅导和帮忙下,与美国罗格斯大学Stephen Tse教授、耶鲁大学Marhsall Long教授等协作,探明晰弱激光效果下纳米氧化物颗粒发生纳米等离子体的相选择性击穿机制,并在此根底上开宣布一种新式的相选择性激光诱导击穿光谱技能办法(Phase-selective Laser-induced Breakdown Spectroscopy),相关作业宣布以《纳米气溶胶体系中激光-颗粒团簇相互效果的吸收-烧融-激起机制》(Absorption-Ablation-Excitation Mechanism of Laser-Cluster Interactions in a Nanoaerosol System)为题,宣布在3月6日注销的《物理谈论快报》(Physical Review Letters, 2019, 104, 023115)。任翊华为论文榜首作者,李水清为论文通讯作者。

图为火焰场内纳米颗粒与激光相互效果的吸收-烧融-激起机制。

图为纳米TiO2颗粒在不同激光强度下散射功率和PS-LIBS信号的改变。

纳米钛白粉在生活中被广泛地用来降解甲醛等有机污染物或用作紫外线防护剂,也是光催化、光电等新动力技能领域最受重视的功用资料,可是大众并不了解它的规模化出产简直都来自高温火焰法的组成。煤、油、气等化石动力发生的细颗粒物大多构成于焚烧进程,甚至推及到星际尘土中亚微米物质的构成。上述这些现象都涉及到自然界中一类共性的根底科学问题,即气态前驱物质向凝聚态颗粒相物质的转化机制。而针对这一多相杂乱体系的在线激光确诊研讨一向被国内外同行所亲近重视。

该论文经过丈量火焰中纳米TiO2颗粒弹性散射和原子光谱信号的时刻演化特性,描写出了纳米颗粒 吸收-烧融-激起 进程的完好物理图景;再结合近红外激光激起试验,确认了能量吸收机制来源于受多光子激起跃迁至导带中的电子,并非曩昔报导的热效应;从而采纳对Fokker-Planck方程进行无量纲化,类比于热能学科教育中经典活动、焚烧和传质理论,提出了能量空间上的Strouhal数、Damkoumlhler数和Peclet数,成功阐释了弱激光与纳米颗粒相互效果的物理机制。该作业奠定了往后进一步开发和使用相选择性激光诱导击穿光谱技能的根底。该论文作者对热能系姚强教授、工程物理系蒲以康教授及斯坦福大学王海教授给与的协助和评论表明最诚挚的感谢。该研讨由国家自然科学基金、国家重点根底研讨方案赞助。

近两年来热能系环绕高温火焰场内超细颗粒生成的在线激光确诊展开了一系列作业,宣布了多篇研评论文,如相选择性击穿现象的初次发现(Combustion and flame, 2019),火焰场内纳米颗粒物二维LIBS丈量的初次完成(Appl. Phys. Lett., 2019),使用相选择性击穿光谱研讨煤焚烧进程中超细颗粒物中碱金属元素在线搬迁规则(Proc. Combust. Inst., 2019)等,并已展开了多项国际协作研讨。博士生张易阳的博士学位论文成功当选德国施普林格出版社Springer Theses丛书,是2019年度清华大学的5篇当选论文之一。

 

热能系在纳米气溶胶新式激光确诊办法的物理机制研讨中获得重要发展

 

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