摘要:用超短激光脉冲对透明材料的受控处理需要详细而精确的了解,从激光能量沉积和材料内部能量转化到流体动力学弛豫和机械响应中的各种激光 - 物质相互作用机制。为了解决这个问题,我们首先基于飞秒泵和探针显微镜偏置镜开发了多时间的实验方法。泵是一个360-FS,1-μJ红外(1030 nm)激光脉冲,分开以提供515 nm的飞秒探头,并延迟可调节从飞秒到纳米秒的延迟。获得的时间分辨的阴影图像允许测量瞬态探针传输。然后,载体密度是通过使用Beer-Lambert Law和Drude模型方法来确定的,证明了大部分熔融二氧化硅内部略有临界等离子体的超快形成。并行,定量双折射图像通过使用光弹性定律来测量压力,从而通过发射GPA压力波的发射光弹性定律揭示了吸收的激光能量,这是激光脉冲后几百个picseconds。然后,使用多尺度型物理模型来解释实验观察结果,计算电子动力学,激光传播和流体动力响应。实验验证后,模拟允许确定局部基本材料特性(应力,密度和温度)的时间演变。我们的方法将来可以用来解释由超短激光脉冲引起的机械驱动的透明材料结构。实验和模拟结果的这种组合使我们能够定量讨论不同激光能量弛豫通道在发现整个相互作用情况的材料中的重要性。我们的模型预测20-GPA的最大初始应力载荷,最高晶格温度达到3.5 10 4K。我们还表明,通过发射弱冲击波,消散了总吸收激光能量的〜2%。
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本作品部分由美国国家可再生能源实验室撰写,该实验室由可持续能源联盟有限责任公司运营,为美国能源部 (DOE) 服务,合同编号为 DE-AC36-08GO28308。资金由美国能源部高级研究计划局 - 能源 (ARPA-E) 以及美国能源部能源效率和可再生能源办公室 (EERE) 下的 Gen3 CSP、太阳能技术办公室 (SETO) 提供。本文表达的观点不一定代表美国能源部或美国政府的观点。美国政府保留;出版商在接受文章发表时,即承认美国政府保留非独占的、已付费的、不可撤销的全球许可,可以出于美国政府目的出版或复制本作品的已出版形式,或允许他人这样做。
以其独特的特性而闻名,例如较小的导热率,高孔隙率和最小的电介质常数,Aerogels引起了各种应用的关注,尤其是在纺织品中。硅胶以其出色的热隔热能力而闻名,由于其低密度以及高热和声学绝缘性能,因此对传统隔热材料提供了潜在的改进。涉及硅烷氧化物的水解和冷凝的溶胶 - 凝胶过程,用于合成二氧化硅气凝胶,然后进行超临界干燥以保留其多孔结构。最近的进步探索了将二氧化硅气凝胶掺入纺织品和纤维中,以增强其热绝缘层,同时解决与耐用性和成本相关的挑战。的方法,例如湿反应旋转,同轴湿旋和静电纺丝,以生产具有不同特性的气冰纤维。例如,硅胶纤维已用于复合织物中,以提高柔韧性和机械强度,同时保持高隔热性能。还研究了带有硅胶的涂料纺织品,以创建轻质,高性能的服装热绝缘材料。此外,通过将气凝胶整合到纤维底物中产生的硅胶毯为工业和航空航天应用提供了有效的绝缘层。最近的研究进一步凸显了生产具有针对特定应用(例如防热和水分管理)的特性量身定制特性的基于硅胶的织物的进步。总体而言,正在进行的研究旨在优化气凝胶材料,以在纺织品和保护服装中进行更广泛的使用,从而应对性能和成本效益挑战。
报道了在非二元分级多模具纤维中从可见的到中红外(700–2800 nm)产生的两幅度超脑(700–2800 nm)。纤维设计基于纳米结构的核心,该核心由两种类型的铅孔 - 孔 - 玻璃棒,具有不同的折射率。与二氧化硅纤维相比,这种结构产生了有效的抛物线指数,扩展的传输窗口和十倍非线性。使用正常和异常分散体的波长在波长下进行脉搏泵,对定期自我成像播种的超核生成机制和不稳定性进行了详细的研究。显着地,发现高功率状态下合适的注射条件会导致输出光束发射显示出从非线性模式混合中自我清洁的明确签名。实验观测是使用广义非线性schrödinger方程的时空3+1d Nu-Merical模拟来解释的,并且模拟光谱与完整的两座光谱带宽的实验非常吻合。这些结果证明了一种新的途径,可以在中红外产生明亮的超人物光源。
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1 德蒙福特大学莱斯特药学院,莱斯特,LE1 9BH,英国 2 米尼亚大学药学院药剂学系,米尼亚,埃及 3 布鲁内尔大学伦敦分校工程、设计和物理科学学院,米德尔塞克斯 UB8 3PH,英国 4 莱斯特大学工程系,莱斯特,LE1 7RH,英国 5 盖布泽技术大学纳米技术研究所,盖布泽 41400,土耳其 6 诺丁汉特伦特大学动物、农村和环境科学学院,南威尔,NG25 0QF,英国 7 阿尔斯特大学纳米技术和综合生物工程中心,乔丹斯敦校区,纽敦阿比,BT37 0QB,英国 8 塞萨洛尼基亚里士多德大学药学院制药技术系,54124,塞萨洛尼基,希腊
摘要:陆地温泉已成为可能促进生命起源的地点的有力竞争者。干湿条件之间的循环是这些系统的一个关键特征,它可以在原始细胞物质中产生结构和化学复杂性。二氧化硅沉淀是陆地温泉中的常见现象,与现代系统中的生命密切相关。二氧化硅不仅保存了温泉生命的证据,还可以通过紫外线保护帮助其在生命过程中存活,这一因素在早期地球上尤其重要。然而,确定现代温泉系统中温泉的哪些物理和化学成分是生命的结果,哪些是非生命的结果是一项艰巨的任务,因为这些环境中的生命非常普遍。使用模型温泉模拟室,我们展示了一种简单而有效的方法来沉淀二氧化硅,无论有无生命存在。该系统可能对进一步研究生命出现之前二氧化硅沉淀在古代陆地温泉环境中的可能作用,以及它在保护地球免受早期地球可能存在的高表面紫外线条件影响方面的潜在作用很有价值。
