作者:安妮·M
劳伦斯·利弗莫尔国家实验室的斯塔克 LLNL的研究人员将一种独特的a)动态透射电子显微镜与b)一种液体细胞相结合，产生了第一个c)纳米尺度气泡动力学的时间分辨图像
信用:劳伦斯·利弗莫尔国家实验室 微小气泡的形成和破裂在许多领域都很重要，它既是组织损伤背后的潜在机制，如冲击波引起的创伤性脑损伤，也是技术应用的有用工具，如机械性能评估、纳米材料操作和表面清洁
纳米气泡在这些领域特别受关注，因为尽管形成所需的能量很少，但它们的极端局部化为巨大的撞击打开了可能性
然而，对这种小尺度气泡的动态响应的理解受到了与探测到纳米尺度相关的实验挑战的限制
但是劳伦斯·利弗莫尔国家实验室(LLNL)的科学家们采用了一种独特的方法，利用独特的电影模式动态透射电子显微镜(MM-DTEM)系统来表征微米和亚微米气泡的动力学，该系统是专门为利用高度可调的激光脉冲序列产生的短电子脉冲成像而构建的
当顺序光学成像(即
e
LLNL材料科学家Garth Egan说，他是发表在《纳米快报》上的一篇论文的主要作者
在过去，已经应用单次光学成像来实现必要的时间分辨率，其中短激光脉冲用于在相对于气泡开始的设定时间照射气泡
然而，当气泡达到纳米级时，光学显微镜空间分辨率的基本限制限制了这种方法的实用性，并且单一图像的性质限制了它对于复杂和不可重复的相互作用的有用性
为了在纳米尺度上拍摄图像，LLNL团队发射了一个532纳米的激光脉冲(约12纳秒[ns])来激发1
2微米水层
用一系列9个电子脉冲(10纳秒)观察到产生的气泡，这些脉冲之间的峰-峰间隔小至40纳秒
研究人员发现，观察到孤立的纳米气泡在不到50纳秒内坍塌，而观察到较大的气泡在不到200纳秒内生长和坍塌
观察到孤立气泡的行为与从大得多的气泡数据导出的模型一致
观察到形成和坍塌在时间上是不对称的，这意味着如何解释实验分析的替代方法的结果
还观察到相邻气泡之间更复杂的相互作用，这导致气泡比预期活得更长，并在破裂时反弹
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