Descomposición inducida por láser de nanosegundos de soluciones coloidales acuosas de nanopartículas de disprosio: La influencia de la concentración de nanopartículas en el plasma de descomposición y la intensidad de los procesos físicos y químicos
Autores: Baimler, Ilya V.; Baryshev, Alexey S.; Dikovskaya, Anastasiya O.; Chevokin, Viktor K.; Uvarov, Oleg V.; Astashev, Maxim E.; Gudkov, Sergey V.; Simakin, Aleksander V.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ciencias Naturales y Subdisciplinas
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CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
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Citaciones: Sin citaciones
Este artículo estudia la dinámica del desarrollo del plasma por ruptura láser en coloides acuosos de nanopartículas de disprosio, analizando los patrones temporales de las imágenes del plasma obtenidas mediante una cámara de streak de alta velocidad. Además, se estudió la distribución de los destellos de plasma en el espacio y su luminosidad, así como la amplitud de las señales acústicas y la tasa de generación de nuevos productos químicos en función de la concentración de nanopartículas de disprosio en el coloide. La ruptura láser fue iniciada por radiación pulsada de un láser Nd:YAG de nanosegundos. Se muestra que el tamaño del destello de plasma, la velocidad de movimiento de la interfaz plasma-líquido y la vida útil del destello de plasma disminuyen con el aumento de la concentración de nanopartículas en el coloide. En este caso, el retraso temporal entre el inicio del pulso láser y el momento en que el destello de plasma alcanza su máxima intensidad aumenta con el incremento de las concentraciones de nanopartículas. Variar la fluencia láser en el rango de 67 J/cm a 134 J/cm no conduce a cambios notables en estos parámetros, debido a la transición del plasma por ruptura al régimen crítico. Para las nanopartículas de disprosio durante la ruptura láser de coloides, se observa una disminución en el rendimiento de peróxido de hidrógeno y un aumento en la tasa de formación de radicales hidroxilo por molécula de agua, característico de las nanopartículas de metales de tierras raras, lo que puede deberse a la participación de nanopartículas y peróxido de hidrógeno en reacciones similares a las reacciones de Fenton y Haber-Weiss.
Descripción
Este artículo estudia la dinámica del desarrollo del plasma por ruptura láser en coloides acuosos de nanopartículas de disprosio, analizando los patrones temporales de las imágenes del plasma obtenidas mediante una cámara de streak de alta velocidad. Además, se estudió la distribución de los destellos de plasma en el espacio y su luminosidad, así como la amplitud de las señales acústicas y la tasa de generación de nuevos productos químicos en función de la concentración de nanopartículas de disprosio en el coloide. La ruptura láser fue iniciada por radiación pulsada de un láser Nd:YAG de nanosegundos. Se muestra que el tamaño del destello de plasma, la velocidad de movimiento de la interfaz plasma-líquido y la vida útil del destello de plasma disminuyen con el aumento de la concentración de nanopartículas en el coloide. En este caso, el retraso temporal entre el inicio del pulso láser y el momento en que el destello de plasma alcanza su máxima intensidad aumenta con el incremento de las concentraciones de nanopartículas. Variar la fluencia láser en el rango de 67 J/cm a 134 J/cm no conduce a cambios notables en estos parámetros, debido a la transición del plasma por ruptura al régimen crítico. Para las nanopartículas de disprosio durante la ruptura láser de coloides, se observa una disminución en el rendimiento de peróxido de hidrógeno y un aumento en la tasa de formación de radicales hidroxilo por molécula de agua, característico de las nanopartículas de metales de tierras raras, lo que puede deberse a la participación de nanopartículas y peróxido de hidrógeno en reacciones similares a las reacciones de Fenton y Haber-Weiss.