Al2O3ナノ流体の熱拡散率に対する変調レーザー照射の光熱効果

要約

変調された連続波（CW）レーザーは、光熱効果を引き起こし、照射されたナノ構造の周囲に急速な光吸収と熱波の生成をもたらします。この作業では、ナノ流体の熱拡散率を高めるために、粒子フラグメンテーションプロセスに対する変調CWレーザー照射の影響を調べました。 Al ₂の凝集サイズを小さくするために、簡単で費用効果の高いダイオードレーザーが適用されました。 O ₃ 脱イオン水中のナノ粒子。レーザービームの変調周波数とナノ流体の光学的および熱的特性によって決定された熱波の生成についても簡単に説明し、要約します。ナノ粒子のサイズとそのサイズ分布に対するレーザー照射時間の影響は、動的光散乱法と透過型電子顕微鏡法によって決定されました。ナノ流体の熱拡散率は、光熱電法を使用して測定されました。得られたデータは、変調されたレーザー照射が、狭い分布サイズによって示されるように、元の粒子サイズに近い平均直径で、コロイド内のいくつかの凝集粒子の部分的な断片化を引き起こしたことを示した。粒子の凝集サイズの減少はまた、1.444×10 ^-3 からの熱拡散率値の向上をもたらしました。〜1.498×10 ⁻³ cm ² 照射時間0〜30分で/ s。この研究は、光熱研究に基づいた凝集ナノ材料の断片化に新しい可能性と洞察をもたらします。

背景

金属酸化物ナノ流体は、熱伝達装置の開発において特定の役割を果たすことができる強化された熱特性により、多くの注目を集めています。金属酸化物ナノ流体は、油や水などのベース流体と比較して、熱拡散率、熱伝導率、対流熱伝達係数などの熱物理特性が強化されていることでよく知られています。 Al ₂ O ₃ 熱伝導率が高いため、熱伝達を高める材料として興味深い酸化物です。ナノ流体の熱伝導率は、主に自動車、電子機器、医療用途などの産業分野で使用されるエネルギー効率の高い伝熱装置を開発する上で重要な特性として機能します。ナノ流体の熱特性は、ナノ粒子（NP）とそのベース流体のサイズと形状に敏感です[1,2,3,4,5]。 NPは急速に凝集する傾向があり、ナノ流体の熱特性を低下させるため、これは問題を引き起こします[6、7、8]。最近、レーザーで生成されたナノ粒子法が、化学、光学、熱工学、光線療法、触媒作用、および熱伝達で使用されるベース流体[8、9、10]で直接NPを変更および生成するために使用されています。そのサイズと分散は、レーザー波長、パルス持続時間、レーザーパルス数、パルスエネルギーなどのレーザーパラメーターを変えることで制御できます[11、12]。一般に、レーザーと粒子間の相互作用は、光熱焼灼を引き起こすだけでなく、ナノ構造とその周囲の媒体の周りに熱波（TW）を生成し、粒子のサイズの縮小またはNPの形成につながります。特定のサイズ分布。レーザー照射によるNPの光学的製造に関する研究は、固体ターゲットのレーザーアブレーション[12,13,14,15]および懸濁した微結晶粉末からの断片化[16,17,18,19,20,21,22,23、 24,25,26]は、強力なパルスレーザーまたは低出力強度のCWレーザー光源のいずれかを使用して使用できます。パルスレーザーは、液体中の固体ターゲットのレーザーアブレーションのための多くの研究で使用されてきました。レーザー照射はナノ流体中のNPの形成を支援するための有用な技術ですが、レーザー照射プロセスの効率はパルス幅に非常に敏感です。しかし、パルスレーザー照射の場合、NPのサイズと分布はレーザーパルスの数と照射時間に大きく影響されました。これは、生成されたナノクラスターのサイズ分布を制御して、より多くの粒子生成を達成することが依然として困難であったことを意味します。近年、CWレーザーはNPの製造のためのいくつかの研究で使用されています[27、28、29、30]。他の光源とは対照的に、CWレーザー光源を使用することにはいくつかの利点があります。これらは一般に安価で小型であり、他のデバイスと組み合わせることができる、特に医療用途の光熱治療源として、よりポータブルなセットアップを備えているためです。ナノ材料の再形成と製造[30、31]。最近、レーザー照射のメカニズムを理解することを目的とした多くの実験的および理論的調査が行われています[24、31、32、33、34、35、36]。計算と実験的確認に基づいて、NPのレーザーアブレーションとフラグメンテーションは、光熱（PT）効果によって促進されます[37、38、39、40、41]。 PT効果により、さまざまな実験計画におけるさまざまな光源によるレーザー照射の効率の最適化と監視が可能になります[42、43、44、45、46、47、48、49]。変調CWレーザーは、一般的にPT効果を伴うアプリケーションで使用されます。最適な変調周波数が与えられれば、それは優れたPT光源になり得ます。熱波の効率と信号対雑音比（S / N）の向上が見られ、NPのフラグメンテーションプロセスにより適しています。さらに、実験条件を注意深く最適化することで、生成されたナノクラスターのサイズ分布とナノ流体の熱特性を制御できます。ただし、NPの形成とサイズおよびそれらの熱特性に対するCWレーザーの変調のPT効果に関する詳細な研究は文献に存在しません。

この論文では、クラスター化されたAl ₂のフラグメンテーションにCWダイオードレーザーが使用されました。 O ₃ さまざまな照射時間の下で、ナノ流体の熱拡散率を高める粒子。変調されたCWレーザービームの熱波発生の基礎を簡単に要約し、変調されたビーム周波数と物理的パラメータの影響について議論しました。レーザーフラグメンテーションプロセスの結果は、透過型電子顕微鏡（TEM）および動的光散乱（DLS）分析を使用して分析されました。最後に、ナノ流体の熱拡散率に対するレーザー治療の効果を調査した。光熱電（PPE）技術は、ナノ流体の熱拡散率を非常に高い精度と解像度で測定するための有効な方法として使用されました。

変調されたレーザービームの熱波生成

CW変調レーザーでは、変調された入射光ビームの吸収により熱波動場が発生します。これは、表面の周期的な温度分布の結果です[50]。異なる周波数の変調の場合、吸収材料の表面に周波数 f の変調された光放射が照射されるとここで、フラックスは光源の強度であり、入射光の変調された角周波数です。変調された入射光ビームの吸収により、サンプル表面に熱波が発生します。図1は、変調されたCWレーザービームへのサンプル表面の曝露に起因する現象の概略図です。 PT効果によって発生する音響熱エネルギーは、サンプルと周囲の媒体を介した熱波の輸送につながります。

ある量の固体粒子を含むナノ流体の場合、固体粒子で生成された熱波は、3D熱波場で他の固体粒子と隣接する流体層を含む両方の媒体に拡散します。熱源がサンプルの横方向の寸法と比較して小さい場合、熱波は3Dで拡散します。この熱拡散方程式は、円筒対称性を使用して解く必要があります。フーリエ級数理論に基づいて、温度勾配（∇ T ）および伝導率（ k ）エネルギーの流れの方向（ q ）素材には

$$ q =-k \ nabla T $$（1）

、および熱伝導の微分方程式は[50]

です。 $$ {\ nabla} ^ 2T =\ frac {1} {\ alpha} \ frac {\ partial T} {\ partial t} $$（2）

分散熱源としての固体粒子の熱拡散方程式は[51]

です。 $$ \ frac {\ partial ^ 2 {T} _s} {\ partial {r} ^ 2} + \ frac {1} {r} \ frac {\ partial {T} _s} {\ partial r} + \ frac {\ partial ^ 2 {T} _s} {\ partial {z} ^ 2} =\ frac {1} {\ alpha_s} \ frac {\ partial {T} _s} {\ partial t}-\ frac {1} {2k} {I} _0 \ left（1+ {\ mathrm {e}} ^ {i \ omega t} \ right）$$（3）

ベース流体媒体の熱拡散方程式は、[51]

と書くことができます。 $$ \ frac {\ partial ^ 2 {T} _l} {\ partial {r} ^ 2} + \ frac {1} {r} \ frac {\ partial {T} _l} {\ partial r} + \ frac {\ partial ^ 2 {T} _l} {\ partial {z} ^ 2} =\ frac {1} {\ alpha_l} \ frac {\ partial {T} _l} {\ partial t} $$（4）

材料内の熱波の伝播は、その熱拡散率に依存しますα =（ k / ρc ）^1/2 、ここで k は熱伝導率を示します。ρ 密度、および c 熱容量。 T を伝播する熱波（ x 、 t ）1次元アプローチでは、複素方程式を解くことで見つけることができます

$$ T \ left（x、t \ right）={T} _0 {e} ^ {\ left（-x / \ mu \ right）} {e} ^ {\ left [i \ left（\ omega tx / \ mu \ right）\ right]} $$（5）

ここで、σ _j =（1 + i ）/ μ _j は熱波拡散係数、μ =（α /π f ）^1/2 は周波数 f での熱拡散長です、およびαは液体サンプルの熱拡散率です。 T _o はソースによって生成された温度の初期変化であり、波は1 / e の係数で減衰します。。図2a、bは、 x でのソースからの距離（深さ）の関数としての熱波の振幅と位相の熱減衰（式5）を明確に示しています。 = x ₀ 。ソースから離れる急な（指数関数的な）振幅減衰の速度は、媒体の熱拡散率に依存します。拡散係数が高いほど、傾斜は緩やかになります。フェーズでも同様の動作が見られます。熱拡散率が低い場合、誘導された熱波は熱波長が短く、大きな減衰を受けます。したがって、熱波の主な特徴は強く減衰することであるため、粒子表面での熱伝達は発生せず、PT効果は減少し始めます[52、53]。このシミュレーションは、熱拡散率が高く、粒子表面の剥離が誘発された粒子では、熱効果が支配的であることを示しました。この作業では、水を他の液体よりも熱拡散率の高い液体として使用するため、他の液体に比べてS / Nが高くなります。

メソッド

ナノ流体の調製

ナノ流体は、0.05gのAl ₂を分散させることによって調製されました。 O ₃ NP（11 nm、Nanostructured and Amorphous Materials、Inc。）を25 mlの脱イオン（DI）水に入れます。ナノ流体を安定させるために、1体積パーセントのポリビニルピロリドン（PVP）（K25、MW–29000、Aldrich Chemistry）が追加されました。 Al ₂ O ₃ 水中のNPは凝集体を形成する傾向が強い[54,55]。懸濁液を約1時間撹拌した後、混合物を30分間プローブ超音波処理（VCX 500、25 kHz、500 W）して、均一な粒子分布を確保しました。懸濁液を30分間完全に混合した後、溶液中の凝集粒子の流体力学的サイズをDLSを使用して監視しました。

レーザーフラグメンテーションプロセス

変調されたCWレーザービームによるレーザーフラグメンテーションプロセスを図3aに示します。 CW変調レーザーの実験セットアップは、かなり単純な実験です。 2 mlのサンプル溶液を含むキュベットを攪拌プレートに置き、垂直軸に沿ってCWダイオード励起固体レーザー（532 nm、200 mW、MGL 150（10））を照射しました。レーザーは、10 Hzの変調周波数で光チョッパー（SR540）を使用して変調され、適度に高いS / Nを生成しました。レーザーは約0.1mm（2.5 kW / cm ² ）に焦点を合わせました）10cm焦点距離レンズを使用した石英キュベットの溶液表面の。均一な粒子分布を確保するために、磁気撹拌を行った。このプロセスを10分と30分で繰り返しました。各実験の後、得られたコロイド懸濁液の形態をTEM（H-7100、日立、東京、日本）で分析し、Al ₂のサイズ分布を分析しました。 O ₃ 溶液中のNPは、UTHSCSA ImageTool（バージョン3.0）ソフトウェアを使用して決定されました。溶液中の凝集粒子の流体力学的サイズは、Nanophox Analyzer（Sympatec GmbH、D-38678）を使用したDLS分析から得られ、平均は少なくとも4回の測定から得られました。

熱拡散率の測定

液体サンプルの熱拡散率測定の実験装置の詳細は、他の場所で見つけることができます[56]。 PPE技術は、非常に高い精度と分解能で、いくつかの種類の液体の熱特性を分析するための有用な方法であることが示されています[51、52、53、56、57、58、59]。この手法の利点は、短い測定時間で小さな限られた量を使用したことです[56,57,58,59]。 Al ₂の熱拡散率を測定するために、PPE技術が採用されました。 O ₃ ナノ流体。図3bは、PPE技術で使用されるPE信号生成チャンバーまたはセルを示しています。セルには、PEジェネレーターとして機能する銅箔（厚さ50μm）とPE検出器として機能する52μmポリフッ化ビニリデン（PVDF）フィルム（MSI DT1-028 K / L）が含まれ、ナノ流体サンプルがこの中に配置されました。空洞。 PVDFフィルムは非常に柔軟性があるため、シリコン接着剤でPerspex基板に固定されました。銅箔の表面は、効率的な光から熱への変換器として機能するように、カーボンスートの非常に薄い層でコーティングされていました。ダイオードレーザー（532 nm、200 mW）の強度は、銅箔に照射する前に光学チョッパー（SR540）によって変調されました。セル内では、熱波が液体を横切って伝播し、PE検出器に到達します。PE検出器は、熱波の強度に比例したPE信号を生成します。 PVDF検出器によって生成されたPE信号は、ロックインアンプ（SR.530）を使用して分析され、PEの振幅および位相信号が生成されました。 PVDFセンサーの振動と考えられる寄与を回避するために、その底面の背面はPerspexコンテナーに取り付けられました。実験は空洞スキャンのために行われました。 6.7 Hzの周波数は、システム内の信号振幅が適度に高いため、熱的に厚い領域に選択されました。測定は室温（約22°C）で行われました。特定のサンプルについて測定を5回繰り返し、平均熱拡散率の値を取得しました。 PCにインストールされたLabVIEWソフトウェアを使用してPE信号をキャプチャし、Origin8を使用してデータを分析しました。実験システムの温度場は熱波空洞伝導理論[57]に従って計算できます。 PVDFセンサーによって検出されたPE信号、PE信号（ V ）、キャビティの長さの距離とサンプルの熱拡散率によって決まります：

$$ V \ left（f、l \ right）={V} _0 \ exp \ left（-\ left（1 + i \ right）AL \ right）$$（6）$$ \ ln \ left | V \ left（f、l \ right）\ right | =\ ln \ left | {V} _0 \ right | -AL $$（7）$$ \ varphi ={\ varphi} _0- AL $$（8）

ここで A =（πf / α ）^1/2 この式を取得するには、 V（f 、 l）は複雑なPE信号、 V _o およびφ PE信号の振幅と位相 f は変調周波数であり、α はサンプルの熱拡散率です。スロープフィッティングパラメータ A から =（πf / α ）^1/2 キャビティスキャンの関数としての位相とln（振幅）の関係から、液体の熱拡散率を計算できます[58]。

結果と考察

熱波の強化

強い熱波の振幅を生成するために考慮すべきいくつかの重要なパラメータがあります：

a。
変調光の変調周波数

式から（5）、熱波の振幅を最大化するために最適な変調周波数が必要です。他の波とは異なり、熱波は伝播媒体の熱拡散長に等しい減衰定数で非常に大きく減衰します[52]。材料内の熱拡散長以下から発生する熱波は、熱伝播に寄与します[53]。熱波は界面で反射および透過され、熱波の振幅はサンプルの1つの熱拡散長内で減衰します。式に従って変調周波数を上げると。（5）、熱拡散長が短くなり、表面層内で吸収された光のみが信号に寄与しますが、材料の熱拡散率が高い場合、または熱波周波数が低い場合、熱波は固体の奥深くまで伝播します。実験では、鋭い共振ピーク（実際には谷）を得るために、変調周波数を慎重に選択する必要があります。変調周波数は空間範囲で選択されます。周波数が低すぎると、信号は強くなりますが、ピークが平坦すぎて最大値を正確に決定できません。周波数が高すぎると、ピークは非常にシャープになりますが、信号対雑音（S / N）比が低下するため、ピーク位置の特定が困難になります。

図4は、7Hzから100Hzまでのさまざまな周波数での水の空洞長の関数としてのPE信号のシミュレートされた実際の（同相）部分を示しています。 S / N比は、7 Hzの低周波数で高く、ピークは平坦すぎて最大値を正確に決定できないことがわかります（図4a）。ただし、ピークは100 Hzの高周波数で非常に鋭く（図4d）、より小さな出力信号が得られたため、ピーク位置の特定が困難でした[52]。動作周波数として10Hzを使用すると、S / N比は周波数の範囲で良好であり、システム内で十分な信号振幅を持っていることが実験的にわかりました。

b。
ナノ流体の吸光度

各粒子は、光散乱および吸収光オブジェクトです。吸収されたエネルギーは熱に変換することができ、粒子の光吸収の合計は熱消滅です。熱波の振幅は、ナノ流体の吸光度を増加させることによって増加させることができます[52、59]。粒子のサイズ、形状、体積分率、およびベース流体の変化は、ナノ流体の光学的吸収に大きな影響を及ぼします。 Al ₂ O ₃ /水ナノ流体は良好な光吸収を示した。水の13％を吸収する光エネルギーは、Al ₂とともに増加しました。 O ₃ ベース流体中のNPは、NPの濃度が増加するとさらに強化されました。 NPの濃度が高いと、すべての粒子の入射光が薄い表面層に吸収されました。

c。
ナノ流体の比熱容量

小粒子サイズAl ₂の製造 O ₃ 変調CWレーザーフラグメンテーションを使用した溶液中では、表面積の増加により、粒子サイズの減少とNPの量の増加に伴い、ベース流体の比熱容量が減少するため、ナノ流体の蓄熱を増加させることができます。 -粒子の体積比[6]。したがって、ナノ流体の比熱容量が小さいため、温度上昇と熱伝達が向上するため、熱波の振幅が可能になります。

d。
ナノ流体の熱拡散率

熱は固体粒子から周囲の媒体に伝達され、続いて熱波が膨張します。ここで、熱波の振幅（TW）は熱拡散率の強力な関数です。図2に示すように、通常、熱拡散率が長いほど熱拡散率が高くなり、表面下の熱波の振幅はゆっくりと減衰します。したがって、ベース流体の大きな熱拡散率は、固体粒子から流体への効果的な熱伝達のために重要であり、したがって、熱波の生成を最大化する。この作品では、熱拡散率の高い水（0.00145 cm ² / s）は、効率的な熱波生成のための優れたベース流体でした。水の熱拡散率は、ブラウン運動の増加により、NPの量が増えるにつれて増加しました[56]。 Al ₂のより高い熱拡散率とより小さな比熱 O ₃ ナノ流体は水と比較して、優れた熱波発生器であることができました。

実験結果

Al _{2のレーザーフラグメンテーション} O ₃ ナノ粒子

Al ₂の平均サイズとサイズ分布を示すTEM画像 O ₃ 10分および30分の照射前後の脱イオン水/ PVP溶液中のNPを図6に示します。収集された材料は、ほぼ球形の粒子のクラスターで構成され、高多孔質材料に分散していることがわかります。直径約100nmの凝集が観察され、Al ₂の平均サイズが観察されました。 O ₃ NPは約16.4±7.8nmでした（図5a）。多孔質材料の範囲が縮小され、平均粒子サイズは10分間の照射後に14.2±5.4 nmであることがわかりました（図5b）。図5cは、Al ₂ O ₃ NPは、粒子の断片化につながるレーザーエネルギーの吸収の結果として、30分の照射後にほぼ均一に分布し、サイズが狭くなりました（12.03±3.5 nm）[25]。ただし、粒子の断片化率は、照射の30分後にNPが臨界サイズに達すると減少しました。粒子の総数を増やすと、NP濃度が増加し、これらの小さな粒子の凝集により、溶液中の粒子の光吸収が減少しました。得られたデータは、分布サイズに対するレーザー照射の影響が粒子のサイズよりも大きいことを示しました[11]。

Al ₂の流体力学的直径 O ₃ ナノ流体中の粒子は、ナノ流体の安定性に関する情報を提供することができます。図6は、懸濁液中のNPの分布密度関数を示しています（a）照射なしと照射あり（b）10分後および（c）30分後。密度曲線の重力は、球の平均直径を提供します。さらに、粒子の狭い流体力学的サイズは、10分および30分後のレーザー照射時に得られましたが（bおよびc）、照射前の粒子は、より高度な多分散性を示す広く広がった界面を持っていました（図6a）。得られたデータは、レーザー照射後に非常に均質な粒子のより鋭い分布曲線が得られたことを示した。これは、レーザー照射後の粒子の断片化が原因である可能性があります。より長いレーザー照射時間は、粒子のより高い断片化をもたらし、したがって、鋭い分布を有する溶液中のより多くの粒子をもたらした。水中の小さな粒子の数が増えると、凝集する傾向が高まることが観察されました[7、54、55]。図6dは、Al ₂の流体力学的直径分布を示しています。 O ₃ 照射の10分前と30分後の直径がそれぞれ87.7±14.59nm、90.97±9.21nmと91.57±2.61nmのナノ流体中の粒子。照射時間が0から30分に増加すると、粒子のサイズ分布はそれぞれ〜15から〜3nmに減少することがわかった。凝集体の断片化は、レーザーの直接吸収を介して行われ、NanophoxおよびTEMデータからわかるように、サイズ分布がほぼ均一な粒子の最終結果が得られました。得られたデータは、分布サイズに対するレーザー照射の影響が粒子のサイズに対する影響よりも大きいことを示した。ただし、流体力学的平均直径は溶液中の凝集粒子のサイズであるため、Nanophoxアナライザーから得られたNPの流体力学的サイズは常にTEMから得られた乾燥粒子のサイズよりも大きかった。ここで観察された鋭い分布とサイズ縮小効果は、文献[7,8,9,10、16,17,18,19,20,21,22,23]で報告されています。

熱拡散率の測定

ナノ流体の熱拡散率に対するレーザー照射の影響を測定するために、最初に、標準液体として蒸留水を使用して実験装置を較正しました。熱拡散率は、ln（振幅）（式（7））および位相（式（8））のPE信号をキャビティ長に対してフィッティングすることで測定されました。蒸留水の平均は（1.4460.011）×10 ^-3 でした。 cm ² / s、これは文献[56]と<1％異なっていました。図7は、Al ₂のキャビティ長に対する対数振幅の線形プロットを示しています。 O ₃ 相対的な空洞の長さの関数としての0から30分までの異なるレーザー照射時間でのナノ流体。 PE信号の傾き（ln（振幅）、位相、平均）と、本研究で測定された結果の熱拡散率の値を表1にまとめています。

<図>

熱拡散率は、ベース流体と比較して向上を示しました。ただし、照射なしのナノ流体の場合、熱拡散率は（1.444±0.008）×10 ^-3 でした。 cm ² / s、これはベース流体よりも低かった。これは、ナノ流体中のPVPの熱拡散率が低いことが原因である可能性があります。熱拡散率は、レーザー照射後、約3〜6％で徐々に増加しました。これは、経年変化の影響として定義されています[56、57]。より長い照射時間での熱拡散率の増加は、より大きなNPの断片化によるクラスターと凝集体のサイズの減少の結果でした[7、8、9、10]。一般に、粒子数または粒子の体積分率の密度が増加し、粒子サイズの減少がブラウン運動などのナノスケールの混合効果を増加させることは明らかでした[56]。したがって、これはナノ流体の熱拡散率を高めるのに役立つ可能性があります。ただし、溶液中の粒子数の増加は、高濃度の液体中のレーザー光の減衰により、レーザーの断片化の速度に影響を及ぼしました。

原則として、CWレーザービーム間の相互作用（私たちの実験では10 ³ W / cm ² ）およびAl ₂ O ₃ クラスターは、レーザー放射の特性と粒子の性質に依存する熱効果によって支配されます。したがって、さまざまなパルス幅で動作するさまざまなナノ秒（ns）およびフェムト秒（fs）レーザーを使用して、粒子のサイズを小さくすることにかなりの研究が向けられてきました[13、14、15、16、17、18、19、21、25、 26,27]。偶然にも、私たちの実験でもまったく同じ結果が得られました。ナノ流体の結果として、レーザー照射では、時間は粒子のサイズではなく、主に粒子に影響を及ぼしました。これはおそらく、より小さなNPへの凝集粒子の断片化に対するレーザー照射の影響によるものであり、したがって、Al ₂の均一な粒子分布が増加しました。 O ₃ ナノ流体。これらの結果は、平均サイズのオーダーのサイズ分散を伴う驚くほど狭い分布を示しました。これは、TEMおよびNanophoxの結果を測定することによって確認されました。これは、NPが、周囲の水への熱損失を伴う変調CWレーザーの照射によって励起および加熱され、粒子によるレーザーエネルギーの吸収により、粒子がさらに小さなサイズに断片化され、合計が増加する可能性があることを示唆しました。溶液中の粒子の数[28]。さらに、粒子の分布もレーザー照射時間の増加とともに減少しました。これは、金属[11、13、14、17]や金属酸化物[9、10、29]などの他の材料で報告されています。

結論

結論として、変調された連続波レーザーは、クラスター化されたAl ₂のフラグメンテーションのための熱波を生成するための優れた光熱光源として使用できることを確認しました。 O ₃ 粒子とAl ₂の熱拡散率の向上 O ₃ ナノ流体。変調CWレーザー技術は、Al ₂の粒子サイズ分布の正確な特性評価に大きな期待を寄せています。 O ₃ ナノ流体。粒子のサイズ、変調周波数、粒子の熱特性、ベース流体など、熱波の生成効率を最適化するための制御された実験がいくつかあります。結果は、分布サイズに対するレーザー照射の影響が粒子のサイズにより大きいことを示した。 Al ₂の熱拡散率 O ₃ ナノ流体は、照射時間の増加とともに3〜6％に増加しました。これは、NPの断片化により、溶液中の粒子の総数が増加したためです。したがって、この研究から、安価でコンパクトなCWダイオードレーザーを設計し、ナノ流体中のNPのフラグメンテーションに使用できることが予測されました。