Farklı kimyasal ve fiziksel reaksiyonların sekanslarının filme alınması, bir örnek yüzeyine kısa süreli lazer ışını tutulmasıyla mümkün olmaktadır. Dünyanın en hızlı tek çekim lazer kamerası, Göteborg Üniversitesi’nden bilim insanlarının da yer aldığı bir araştırma ekibi tarafından üretildi. Şu anda mevcut olan en gelişmiş yanma teşhis ekipmanından en az bin kat daha hızlıdır. Bu keşif hidrokarbonların aşırı hızlı yanmasını anlamak açısından son derece önemli.
Bir madde çeşitli koşullar altında yandığında ona ne olur?
Araştırmacılar bu soruyu yanıtlamak için LS CUP(tek çekim lazer tabaka sıkıştırılmış ultra hızlı fotoğrafçılık) lazer kamera kullanarak malzemenin iki boyutlu bir katmanda fotoğrafını çekiyor . Numuneye yandan bakarak zaman ve mekan boyunca hangi reaksiyonların ve emisyonların gerçekleştiğini görmek mümkündür. Araştırmacılar LS-CUP’ı farklı hidrokarbonların nasıl yandığını incelemek için kullanmışlardır.
En iyi lazer teknolojisinden en az 1.000 kat daha hızlı
Göteborg Üniversitesi fizikçileri, şu anda mevcut olan en iyi lazer teknolojisinden en az 1.000 kat daha hızlı olan saniyede 12,5 milyar görüntü gibi rekor bir hızda video üretebilen ultra hızlı bir lazer kamera yarattı. Kamera, ABD ve Almanya’daki meslektaşlarla işbirliği içinde geliştirildi. Bu sayede araştırmacılar yanmayı daha önce hiç ulaşılmamış bir zaman detayı seviyesiyle tasvir edebildi.
“Ne kadar çok fotoğraf çekilirse, olayların ilerleyişini o kadar iyi takip edebiliriz. Gothenburg Üniversitesi’ndeki araştırmacılardan biri olan Yogeshwar Nath Mishra, bulgularını Light dergisindeki bir araştırma makalesinde sunuyor: Bilim ve Uygulamalar. “Hidrokarbon yakıtların yanması nano boyutlu kurum partikülleri, farklı ışık olayları ve çevre için tehlikeli olan polisiklik aromatik hidrokarbonlar (PAH) üretir” diyor.
Yıldızlararası uzaydaki malzemenin yüzde yetmişi hidrokarbonlardan kaynaklanan kurum parçacıklarından oluşur ve bunlar aynı zamanda elektronik ve enerji alanlarında kullanılan ilgi çekici nanomalzemelerdir. Kurum parçacıkları ve aromatik hidrokarbonlar yandıklarında nanosaniye olarak tahmin edilen bir yarılanma ömrüne sahiptir. Yanma sırasında bir daha gerçekleşmeyen çok hızlı refleksler belirleyici özelliğidir. Araştırmacılar şimdi bu yeni lazer kamerayı kullanarak yanmayı incelemek için yeterince hızlı görüntü yakalamayı başardılar.
“Geçmişte, kamera saniyede yalnızca birkaç milyon fotoğraf üretebildiğinde sorunlar ortaya çıkıyordu. Yogeshwar Nath Mishra’ya göre, lazer enerji eklediğinde yanma sıcaklığını etkileyen çeşitli yanma türlerinin iki boyutlu görüntülerini oluşturmak için tekrarlanan lazer darbeleri gerekliydi.
Devrim niteliğindeki lazer kamera, tek bir lazer darbesiyle orijinal bir görüntü yakalıyor. Parçacığın ömrü boyunca lazer kaynaklı sinyallerin tüm çeşitlerini izlemek için saniyede 10 milyar görüntüye ulaşabilen görüntü hızını değiştirmek kolaydır. Uygulamalar fizik, kimya, biyoloji ve tıbbın yanı sıra enerji ve çevre çalışmalarında yaygın olarak kullanılabilir ve yanma araştırmalarının çok ötesine geçer.
Single-pulse real-time billion-frames-per-second planar imaging of ultrafast nanoparticle-laser dynamics and temperature in flames” by Yogeshwar Nath Mishra, Peng Wang, Florian J. Bauer, Yide Zhang, Dag Hanstorp, Stefan Will and Lihong V. Wang, 21 February 2023, Light: Science & Applications.
Kaynak: scitechdaily
