SEPARATION OF PARTICLES IN POLYDISPERSE NANOSUSPENSION IN THE LASER RADIATION FIELD

Abstract

На основе стационарного решения уравнения диффузии изучена сепарация наночастиц в прозрачной полидисперсной водной суспензии с различными типами распределений по размерам под действием силы светового давления, возникающей в поле лазерного излучения интенсивностью 0,5 - 500 кВт/см. Установлено, что на дно кюветы преимущественно будут осаждаться частицы радиусом более 100 нм, а концентрация более мелких наночастиц во всем объеме суспензии останется без изменений. В случае симметричного начальное распределения наночастиц по размерам воздействие интенсивного светового пучка на суспензию приводит к нарушению симметрии кривой функции распределения, а также смещению максимума в область меньших размеров частиц на облучаемой поверхности. Если начальное распределение по размерам имеет несимметричный характер, исходное одномодовое распределение частиц по размерам трансформируется в двумодовое. Данная методика может быть использована для выделения наночастиц определенных размеров в зависимости от плотности мощности излучения. On the basis of a stationary solution of a diffusion equation separation of nanoparticles in a transparent polydisperse aqueous suspension with different types of size distributions was studied under the action of the light pressure arising in the laser radiation field with the intensity of 0,5 - 500 kW/cm. It was found that particles with a radius of more than 100 nm will mainly be precipitated at the bottom of the cell, and the concentration of smaller nanoparticles in the entire volume of the suspension will remain unchanged. In the case of a symmetrical initial distribution of nanoparticles size, the effect of a light beam with high intensity on the suspension leads to a violation of the symmetry of the distribution function curve, as well as a shift of the maximum to the region of smaller particle sizes on the irradiated surface. If the initial size distribution is asymmetric, the initial single-mode particle size distribution is transformed into a two-mode one. This technique can be used to isolate nanoparticles of certain sizes depending on the power density of the radiation.