光学和流体力学如何交叉? 第1页

谢邀。

其实已经有了个因此交叉的研究方向，叫光流控，optofluidics

也是本人目前所做的一个方向。

以下来自Nature 官网的解释（https://www.nature.com/subjects/optofluidics）

Optofluidics
Optofluidics is the use of light to control the flow of fluids, particularly at the micrometer scale. A notable application of this technology is in so-called lab-on-a-chip devices: miniature systems for analyzing and sorting particles and cells. Optofluidics also uses liquids to guide the flow of light.

这个研究方向也属于微流控（microfluidics), 主要是低雷诺系数下的流体控制，即将在生物检测领域大放异彩。

微流控之“微”体现在，样品池宽度通常只有几十到几百微米，所以，仅需很少的生物样品量(微升)，便可以实现相应的分析和检测。

详细可参见微流控产业化大神，我同门师弟汤博的一系列文章。 @汤明辉

那么，光流控，主要偏科学研究，范围较为笼统，很多研究方向都可以归到此方向。

大体可以分为两类:

1.光控制流体流动。

2.流体对光进行调控。

对于第一点，“光控制流体流动”，也是我主要的研究方向。由于研究范围是微米尺度内流体，由于较低雷诺系数，此尺度内的流动形式主要是层流(laminar flow), 溶液中的粒子交换较为困难。

所以需要外力的调控或者增强，而光学力就是一种重要的方式。常见应用，光微流阀，光微流泵，激光控制流体流动，光学液滴操控，光镊颗粒富集 (可参考下面的文章)等。

对于第二点，“流体对光进行调控”，流体以其形变灵活的特点可以作为很好的自适应光学的调控原件，例如，流体透镜、光流控芯片、光学隐身衣、光学转角器、光束分离器、光流控开关、光流控波导、光流控光纤等应用。

特别的，一些光流控传感器，利用的是光（表面等离子体波）对于微小的折射率变化十分敏感，具有很高的灵敏度和精准度，主要用于生物分子检测（例如新冠病毒表面抗原-抗体结合），也是非常有应用前景的一个技术。也是我们科研小组的一个重要方向，有时间再展开。

相关课题组：

华南师范水玲玲教授，我的博后老板UCSD的Yuhwa Lo教授，我的博士导师何浩培教授，台湾大学的Din Ping Tsai教授、香港理工的Xuming Zhang教授、南洋理工的Ai-Qun Liu教授、美国加州理工大学Changhui Yang、伯克利大牛Luke P. LEE、 我所在的深圳大学生物医学光子学研究中心等等等。

其实，现在科研多交叉，像微流控的大咖，哈佛大学的Whitesides教授等也会有相关研究。

（这里个人知识有限，只是自己熟悉的几个，各位大咖可能概括不全，请谅解）

光流控系统本身具有超小型化的特征。当纳米光学遇到微米尺度，甚至纳米尺度的流体，有很多时髦奇妙的微观新现象等待挖掘。

最新最靓的相关研究可以关注上面那个Nature链接。论文如果看不懂，可以看看这个News and Comment或者Highlight

个人觉得这个方向还是很容易懂的，也很有趣。

特别是在微粒-微粒相互作用，自组装(self assembling)以及探索生命起源的研究中，很可能有很大突破。

欢迎交流讨论。

有空再补充。