Cuando una fibra óptica se sumerge en líquido, se descarga un chorro de alta temperatura y alta velocidad. Los investigadores esperan que esto se aplique al tratamiento médico en el futuro. Ahora, un equipo de investigación de Rusia y Japón ha explorado este fenómeno más a fondo y ha reveladolas razones detrás de la formación del chorro.
Los láseres que utilizan una fibra óptica delgada y combinados con un endoscopio y un catéter se pueden transportar fácilmente a áreas profundas del cuerpo o dentro de los vasos sanguíneos. Tradicionalmente, las áreas o lesiones afectadas se eliminan generando calor dentro del tejido a través de la absorción del láser: unaproceso conocido como efecto fototérmico.
Sin embargo, los fenómenos hidrodinámicos, como la formación de microburbujas o la generación de chorros de alta velocidad a partir de la fibra óptica, muestran una inmensa promesa médica.
El proceso de formación del chorro ocurre cuando el láser se irradia al agua, lo que hace que el agua hierva y se forme una burbuja de vapor en la punta de la fibra óptica. La burbuja de vapor crece hasta que se consume la energía del láser absorbida en el líquido.. Debido al líquido frío circundante, la condensación encoge repentinamente la burbuja de vapor.
Usando una simulación numérica, el Dr. Junosuke Okajima del Instituto de Ciencia de Fluidos de la Universidad de Tohoku, junto con sus colegas en Rusia, se propusieron aclarar el mecanismo de formación del chorro. Su simulación investigó la relación entre la deformación de la burbuja y el campo de flujo inducido.
Cuando la burbuja se contrae, se forma el flujo hacia la punta de la fibra óptica. El flujo deforma la burbuja en forma cilíndrica. Esta deformación induce la colisión del flujo en una dirección radial. Esta colisión genera el chorro hacia adelante. Comoresultado de la colisión y la formación de chorros, el vórtice se forma en la punta de la burbuja deformada y se hace más grande.
"Encontramos que la velocidad del chorro depende de la relación entre el tamaño de la burbuja de vapor justo antes de la contracción y el radio de la fibra", dijo Okajima. "Continuaremos desarrollando este estudio e intentaremos encontrar la condición óptima que maximice lavelocidad y temperatura del chorro, lo que hace que otras técnicas quirúrgicas con láser sean más eficaces y seguras ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Tohoku . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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