Evolution of light-induced vapor generation at a liquid-immersed metallic nanoparticle.
Evolution of light-induced vapor generation at a liquid-immersed metallic nanoparticle.
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DOI：
10.1021/nl4003238
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发表时间：
2013-04-10
期刊：
影响因子：
10.8
通讯作者：
Halas NJ
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Fang Z;Zhen YR;Neumann O;Polman A;García de Abajo FJ;Nordlander P;Halas NJ
当液体介质中的金纳米粒子被足够强度的共振光照射时，一个纳米尺度的蒸汽包层——“纳米气泡”——就会围绕在粒子周围形成。这是众所周知的液体沸腾过程的纳米级开始，发生在单个纳米颗粒成核位置，由纳米颗粒的光热响应引起。在这里，我们详细研究了单个金属纳米颗粒上的气泡形成。当局部环境从液体变为蒸汽时，通过监测单个受光照的金纳米粒子的等离子体共振位移，可以观察到早期纳米气泡的形成。在这一过程中，纳米颗粒表面的温度被监测到，当纳米级蒸汽层将纳米颗粒与周围的液体热解耦时，可以观察到剧烈的温度跳变。通过增加入射光的强度或减少粒子间的分离，我们观察到纳米粒子“束缚”的蒸汽包层聚并导致微米级气泡的形成。这些研究首次直接定量分析了纳米粒子光致蒸汽产生从纳米尺度到宏观尺度的演变过程，这一过程对越来越多的应用具有重要意义。
When an Au nanoparticle in a liquid medium is illuminated with resonant light of sufficient intensity, a nanometer scale envelope of vapor -a “nanobubble”- surrounding the particle, is formed. This is the nanoscale onset of the well-known process of liquid boiling, occurring at a single nanoparticle nucleation site, resulting from the photothermal response of the nanoparticle. Here we examine bubble formation at an individual metallic nanoparticle in detail. Incipient nanobubble formation is observed by monitoring the plasmon resonance shift of an individual, illuminated Au nanoparticle, when its local environment changes from liquid to vapor. The temperature on the nanoparticle surface is monitored during this process, where a dramatic temperature jump is observed as the nanoscale vapor layer thermally decouples the nanoparticle from the surrounding liquid. By increasing the intensity of the incident light or decreasing the interparticle separation, we observe the formation of micron sized bubbles resulting from the coalescence of nanoparticle-“bound” vapor envelopes. These studies provide the first direct and quantitative analysis of the evolution of light-induced steam generation by nanoparticles from the nanoscale to the macroscale, a process that is of fundamental interest for a growing number of applications.
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影响因子：
17.1
作者：
Neumann, Oara;Urban, Alexander S.;Halas, Naomi J.
通讯作者：
Halas, Naomi J.
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作者：
Adleman, James R.;Boyd, David A.;Psaltis, Demetri
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Psaltis, Demetri
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作者：
Baffou, Guillaume;Quidant, Romain;Javier Garcia de Abajo, F.
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作者：
Christopher, Phillip;Xin, Hongliang;Linic, Suljo
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Linic, Suljo
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作者：
Govorov, Alexander O.;Zhang, Wei;Skeini, Timur;Richardson, Hugh;Lee, Jaebeom;Kotov, Nicholas A.
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Kotov, Nicholas A.