湖南大学谢柑华教授、楚宗霖教授AM：光驱液滴实现集体振荡与集群

主要观点总结

本文研究了基于光热诱导热毛细效应的金纳米粒子液滴振荡与集体运动行为。研究团队通过实验和模拟揭示了液滴在光照下的弹跳和集群现象，该现象具有可逆性。研究还发现，光驱动液滴的耦合振荡行为对纳米粒子类型具有依赖性，只有具有光热转换能力的金纳米粒子或磁性纳米粒子才能驱动此类运动。该研究为微流控操控、软体机器人以及活性物质系统的自组织研究提供了新的思路，并在智能液滴系统与动态材料组装中具有潜在应用价值。

关键观点总结

关键观点1: 研究背景

液滴在光照下的复杂行为一直吸引着科学家们的关注，尤其是金纳米粒子液滴的振荡和集体运动行为。

关键观点2: 研究重点

本研究通过实验和模拟相结合，揭示了基于光热诱导热毛细效应的金纳米粒子液滴在油-油界面的弹跳与集群现象。

关键观点3: 研究结果

研究发现，液滴的弹跳行为具有可逆性，且受激光强度、金纳米粒子浓度、液滴体积和硅油层厚度等因素的影响。当多个液滴共存时，受照射液滴的弹跳会引发周围未照射液滴的同步水平移动。

关键观点4: 研究机制

研究还通过粒子图像测速技术观察到液滴上升时周围出现明显的向上流场，强度显著高于下降时的向下流场。数值模拟进一步揭示了液滴在分层介质中的热对流现象，以及热毛细力与浮力在推动液滴上升中的作用。

关键观点5: 研究展望

本研究不仅揭示了液滴在光驱动下的耦合振荡与集群行为的内在机制，还为微流控操控、软体机器人以及活性物质系统的自组织研究提供了新的思路，未来有望在智能液滴系统与动态材料组装中发挥重要作用。