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http://cicese.repositorioinstitucional.mx/jspui/handle/1007/3211| Micro y nanomotores fotónicos Photonic micro y nanomotors | |
| LUIS GERMAN MORALES VALENZUELA | |
| VICTOR RUIZ CORTES | |
| Acceso Abierto | |
| Atribución | |
| micropartícula, virus, reflexión total interna, presión de radiación, fuerza fotoforética, método de elementos finitos, polarización lineal microparticle, virus, total internal reflection, radiation pressure, photophoretic force, finite element method, linear polarization | |
| El estudio y uso de la luz como fuente principal para la manipulación de átomos, moléculas y partículas, es de gran interés debido a la amplia variedad de medios donde es posible utilizarse, razón por la cual es posible abarcar distintas áreas de investigación. En este trabajo de investigación se presenta un estudio sobre la propulsión de diferentes tipos de partículas; sólidas y tipo “core-shell” de tamaño micrométrico, así como también el movimiento del virus del mosaico de bromo (BMV por sus siglas en inglés) con un tamaño de 28 nanómetros, por medio de ondas evanescentes para las partículas micrométricas y ondas propagantes para el caso del virus. Para generar las ondas evanescentes se hizo uso de la reflexión total interna, que se genera al momento que la luz incide de un medio denso a uno menos denso a un ángulo de incidencia crítico. En cambio, para mover los virus se hizo uso de un haz propagante. Para desplazamiento de las partículas por medio de un haz de luz láser se hizo uso de los dos tipos de fuerzas que se pueden ejercer mediante la luz: la presión de radiación, fuerza ejercida por la naturaleza intrínseca que la luz ejerce en un área y la fuerza fotoforética, fuerza debido a un gradiente de temperatura creada en la superficie de una partícula absorbente y el medio que lo rodea. Conociendo la velocidad de desplazamiento de las partículas, se logró calcular la fuerza que experimenta cada partícula debido a la fotopropulsión por medio de la ecuación de Stokes. Los resultados experimentales de la fuerza que las partículas experimentan se compararon con los resultados numéricos obtenidos empleando el método de elementos finitos, así también se dio respuesta a ciertos sucesos que ocurrían en los experimentos. Por último se propone una manera de utilizar ambos tipos de fuerzas para cambiar la dirección de movimiento en el eje de horizontal de una partícula tipo “core Shell” metálica solamente cambiando la polarización lineal de la luz. The study and use of light as the main source for the manipulation of atoms, molecules and particles, is of great interest due to the wide variety of mediums where it is possible to use it, which is why it is possible to cover different areas of research. This research work presents a study on the propulsion of different types of particles; solid and core-shell type micrometer size, as well as the movement of the bromine mosaic virus (BMV) with a size of 28 nanometers, by means of evanescent waves for micrometric particles and propagating waves In the case of the virus. To generate the evanescent waves, total internal reflection was used, which is generated at the moment that the light strikes from a dense medium to a less dense medium at a critical incidence angle. However, to move the viruses, a propagating beam was used. For the displacement of the particles by means of a beam of laser light, two types of forces that can be exerted on the particle by light were used: the radiation pressure, the forcé exerted by the intrinsic nature that the light exerts on an area and the photophoretic force, force due to a temperature gradient created on the surface of an absorbent particle and the surrounding environment. Knowing the speed of displacement of the particles, it was possible to calculate the force that each particle experiences due to the photopropulsion by means of the Stokes equation. The experimental results of the force that the particles experience were compared with the numerical results obtained using the finite element method, thus also responding to certain events that occurred in the experiments. Finally, we propose a way to use both types of forces to change the direction of movement in the horizontal axis of a metal core shell type particle only by changing the linear polarization of light. | |
| CICESE | |
| 2020 | |
| Tesis de maestría | |
| Español | |
| Morales Valenzuela, L.G. 2020. Micro y nanomotores fotónicos. Tesis de Maestría en Ciencias. Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada, Baja California. 95 pp. | |
| PROPIEDADES ÓPTICAS DE LOS SÓLIDOS | |
| Aparece en las colecciones: | Tesis - Nanociencias |
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| Tesis_enero2020.pdf | Versión completa de la tesis | 51.24 MB | Adobe PDF | Visualizar/Abrir |