Wanneer een optische vezel in vloeistof wordt ondergedompeld, een hoge temperatuur, hogesnelheidsstraal wordt afgevoerd. Onderzoekers verwachten dat dit in de toekomst ook voor medische behandelingen zal gelden. Nutsvoorzieningen, een onderzoeksteam uit Rusland en Japan heeft dit fenomeen verder onderzocht en de redenen achter de straalvorming onthuld.

Lasers die gebruik maken van een dunne optische vezel en gecombineerd met een endoscoop en katheter kunnen gemakkelijk worden getransporteerd naar diepe delen van het lichaam of in bloedvaten. traditioneel, aangetaste gebieden of laesies worden verwijderd door warmte in het weefsel te genereren door middel van laserabsorptie - een proces dat bekend staat als het fotothermische effect.

Nog, hydrodynamische verschijnselen, zoals microbellenvorming of snelle jetgeneratie uit de optische vezel, tonen een enorme medische belofte.

Het proces van jetvorming vindt plaats wanneer de laser op het water wordt bestraald, waardoor het water kookt en zich een dampbel vormt aan de punt van de optische vezel. De dampbel groeit totdat de in de vloeistof geabsorbeerde laserenergie is verbruikt. Door de omringende koude vloeistof, condensatie krimpt plotseling de dampbel.

Met behulp van een numerieke simulatie, Dr. Junosuke Okajima van Tohoku University's Institute of Fluid Science, samen met zijn collega's in Rusland, uiteengezet om het mechanisme van jetvorming te verduidelijken. Hun simulatie onderzocht de relatie tussen de belvervorming en het geïnduceerde stromingsveld.

Als de bel krimpt, de stroming naar de punt van de optische vezel wordt gevormd. De stroom vervormt de bel in de cilindrische vorm. Deze vervorming induceert de botsing van stroming in radiale richting. Deze botsing genereert de jet naar voren. Als gevolg van botsing en straalvorming, de vortex wordt gevormd aan het uiteinde van de vervormde bel en wordt groter.

"We ontdekten dat de straalsnelheid afhangt van de relatie tussen de grootte van de dampbel net voor het krimpen en de vezelstraal, " zei Okajima. "We zullen doorgaan met het ontwikkelen van deze studie en proberen de optimale conditie te vinden die de straalsnelheid en temperatuur maximaliseert, waardoor verdere laserchirurgische technieken effectiever en veiliger worden."