بررسی گرماپویایی تولید نانوحباب‌های نانوثانیه‌ای بر اثر برانگیزش نانوذرات با لیزر

تولید پلاسمونیکی نانوذرات موضوعی مورد توجه و تحت پژوهش است. بسیاری از روش‌های تولید پلاسمونیکی نانوذرات مبتنی بر تولید نانوحباب‌های ایجادشده با تابش لیزر پالسی در محیط مایع هستند. در این مقاله، تولید نانوذرات نقره در مجاورت نانوحباب‌های ایجادشده توسط لیزر پالسی فمتوثانیه‌ای به صورت نظری بررسی شده و مدل‌سازی شده است. نتایج این مدل‌سازی را با نتایج تجربی در مقالات موجود قیاس کرده و نزدیکی چشمگیری مشاهده کرده‌ایم. برخی مسائلی که بررسی شده است، عبارت است از: ارتباط میان گرمای ویژۀ نانوذرات با دما، مقدار انبساط گرمایی نانوذرات با شاریدگی لیزر، بستگی اندازۀ نانوذرات به دمای نانوذرات، رابطۀشعاع نانوحباب‌ها با شاریدگی لیزر و نسبت حجم نانوحباب‌ها به حجم نانوذرات در برابر شاریدگی لیزر بوده است. در مدل‌سازی پدیده از  معادلاتی برای سیستم‌هایی با تقارن کروی و جداسازی مقیاس‌های زمانی و حل معادلات جفت‌شده در فضای لاپلاس استفاده شده است.

Thermodynamic Investigation of Nanosecond Nanobubble Creation due to Metallic Nanoparticle Excitation by Pulsed Laser

< p >Plasmonic production of the nanoparticles is an interesting field of research. A significant part of the plasmonic nanoparticle generation process is based on the creation of the nanobubbles by pulsed laser irradiation in the liquid medium.  Here, the generation of Ag nanoparticles produced in vicinity of the nanobubbles created by pulsed femtosecond laser is investigated. This investigation is performed on theoretical and computer simulation procedures. Our simulation in comparison with empirical results in previous reports has an acceptable agreement. We investigate the parameters such as: relationship between specific heat of the nanoparticles and temperature, variation of the nanoparticles’ volume expansion with the laser fluence, the temperature dependence of the nanoparticle average size and the ratio of nanoparticle/nanobubble volume versus the laser fluences. In the simulation we utilize the equations with spherical symmetry, the separation of the time and space parts and eventually solve the coupled equations in the Laplace space.