Нестационарные процессы воздействия потоков плазмы, лазерного и радиочастотного излучения на материалы и биологические объекты и их использование в новых устройствах и технологиях модификации материалов

Abstract

Объектом исследования НИР являются тепловые процессы воздействия потоков лазерного излучения, плазмы на наноматериалы и биологические объекты. Цель и задачи работы – проведение компьютерного моделирования оптических и других характеристик наночастиц при изменении их фазового состояния. Рассчитаны и исследованы некоторые характеристики и параметры наночастиц и проанализированы процессы взаимодействия излучения с наночастицами. Исследован нагрев среды за счет теплообмена с системой наночастиц, облучаемых лазерным излучением, и оптические характеристики среды, окружающей наночастицу, при взаимодействии лазерного излучения с одиночной наночастицей. Проведено моделирование и исследованы зависимости оптических характеристик металлических наночастиц от параметров излучения и наночастиц при их расплавлении в процессе взаимодействия с лазерным излучением. Рассмотрено тепловое излучение и термоэлектронная эмиссия с поверхности наночастицы при взаимодействии лазерного излучения с наночастицей. Рассмотрены процессы взаимодействия лазерного излучения умеренной интенсивности с наночастицами. Представлена тепловая модель определения пороговых значений параметров лазерного излучения при нестационарных процессах воздействия на наночастицы. Определены теоретически пороговые значения параметров лазерного излучения при воздействии на наночастицы, приводящего к испарению окружающей воды и к их плавлению и испарению. Проведено сравнение с экспериментальными значениями, получено хорошее согласие и представлен анализ полученных результатов. Рассмотрены тепловые процессы при воздействии лазерного излучения на наночастицы, размещенные в биоткани, и их применение в нанобиомедицине.