Том 30, номер 05, статья № 4

Аннотация:

Теоретически исследованы особенности рассеяния и поглощения лазерного излучения ансамблем из двух идентичных микрокапсул, каждая из которых представляет собой двуслойную сферическую микронную частицу, состоящую из водного ядра и поглощающей излучение полимерной оболочки. Методом численной электродинамики показано, что внутренняя структура частиц, а также их взаимное расположение влияют на характер пространственного распределения и амплитудные характеристики поглощенной мощности. Установлено, что наиболее высокие значения плотности поглощенной мощности в модельных микрокапсулах реализуются, когда частицы смещены друг относительно друга на расстояние порядка их диаметра (сильно поглощающие частицы) либо если частицы находятся в геометрической тени друг друга (слабое поглощение).

Ключевые слова:

микрокапсулы, ансамбль частиц, поглощение оптического излучения

Список литературы:

1. Iler R.K. Multilayers of colloidal particles // J. Colloid Interface Sci. 1966. V. 21, N. 6. P. 569–594.
2. Decher G., Hong J.D. Buildup of ultrathin multilayer films by a self-assembly process. 1. Consecutive adsorption of anionic and cationic bipolar amphiphiles oncharged surfaces // Macromol. Chem. Sym. 1991. V. 46. P. 321–327.
3. Sukhorukov G.B., Donath E., Davis S., Lichtenfeld H., Caruso F., Popov V.I., Mohwald H. Stepwise polyalectrolyte assembly on particles surface: A novel approach to colloid design // Polym. Adv. Technol. 1998. V. 9, N 10–11. P. 759–767.
4. Donath E., Sukhorukov G.B., Caruso F., Davis S.A., Mohwald H. Nowel hollow polymer shells by colloid-templated assemble of polyelectrolytes // Angew. Chem. Int. Ed. 1998. V. 37. P. 2201–2205.
5. Timin A.S., Gao H., Voronin D.V., Gorin D.A., Sukhorukov G.B. Inorganic/organic multilayer capsule composition for improved functionality and external triggering // Adv. Mater. Interfaces. 2016. 1600338. DOI: 10.1002/admi.201600338.
6. Miyazawa K., Yajima I., Kaneda I., Yanaki T. Preparation of a new soft capsule for cosmetic // J. Cosmet. Sci. 2000. V. 51. P. 239–252.
7. Langer R., Tirrell D.A. Designing materials for biology and medicine // Nature (Gr. Brit.). 2004. V. 428. P. 487–492.
8. Galanzha E.I., Weingold R., Nedosekin D.A., Sarimollaoglu M., Kuchyanov A.S., Parkhomenko R.G., Plekhanov A.I., Stockman M.I., Zharov V.P. // Spaser as novel versatile biomedical tool. 2015. arXiv:1501.00342.
9. Rosenberg M., Lee S.-J. Water-insoluble, whey protein-based microspheres prepared by an all-aqueous process // J. Food Sci. 2004. V. 69. P. FEP50–FEP58. DOI: 10.1111/j.1365-2621.2004.tb17867.x.
10. Skirtach A.G., Javier A.M., Kreft O., Köhler K., Alberola A.P., Möhwald H., Parak W.J., Sukhorukov G.B. Laser-induced release of encapsulated materials inside living cells // Angew. Chem. Int. Ed. 2006. V. 45, N 28. P. 4612–4617.
11. Angelatos A.S., Radt B., Caruso F. Light-responsive polyelectrolyte/gold nanoparticle microcapsules // J. Phys. Chem. B. 2005. V. 109, N 7. P. 3071–3076.
12. Skirtach A.G., Antipov A.A., Shchukin D.G., Sukhorukov G.B. Remote activation of capsules containing Ag nanoparticles and IR dye by laser light // Langmuir. 2004. V. 20, N 17. P. 6988–6992.
13. Gao H., Wen D., Tarakina N.V., Liang J., Bushbya A.J., Sukhorukov G.B. Bifunctional ultraviolet/ultrasound responsive composite TiO₂/polyelectrolyte microcapsules // Nanoscale. 2016. V. 8. P. 5170–5180.
14. Terakawa M., Mitsuhashi T., Shinohara T., Shimizu H. Near-infrared femtosecond laser-triggered nanoperforation of hollow microcapsules // Opt. Express. 2013. V. 21, N 10. P. 12604–12610.
15. Hashimoto K., Irie H., Fujishima A. TiO₂ photocatalysis: A historical overview and future prospects // Japan. J. Appl. Phys. 2005. V. 44, N 12. P. 8269–8285.
16. Гейнц Ю.Э., Землянов А.А., Панина Е.К. Моделирование пространственного распределения поглощенной энергии лазерного излучения внутри сферических микрокапсул // Квант. электрон. 2016. Т. 46, № 9. C. 815–820.
17. Taflove A., Hagness S. Computational electrodynamics: The finite-difference time-domain method. Boston: Arthech House Pub., 2000. 852 p.
18. Борн M., Вольф Э. Основы оптики. М.: Наука, 1970. 856 с.
19. Geints Yu.E., Zemlyanov A.A., Panina E.K. The influence of spherical microcapsules on the spatial distribution of absorbed laser radiation power // Atmos. Ocean. Opt. 2016. V. 29, N 5. P. 477–481.
20. Chen Z., Taflove A., Backman V. Photonic nanojet enhancement of backscattering of light by nanoparticles: A potential novel visible-light ultramicroscopy technique // Opt. Express. 2004. V. 12, N 7. P. 1214–1220.