复杂流体中Janus微马达自扩散泳特性的实验研究

发布时间：2021-08-12 17:45

　　Janus微纳马达在生物医学中作为药物输运的载体或在复杂工况中作为微纳机器人的动力部件具有广阔的应用前景。已有研究主要集中于Janus微纳马达在水溶液等简单流体中的运动,而对其在复杂流体中的运动机理及特性的研究仍非常缺乏。通过实验测量了直径2.06μm的Janus球形微马达在高聚物聚氧化乙烯（PEO）溶液中的自扩散泳特性,实验结果系统描述了高聚物质量分数对Janus微马达自扩散泳速度、运动均方位移（MSD）及转动特性的影响。实验结果显示:高聚物的加入,不仅会影响溶液黏度,还会导致自驱动MSD在短时间段显示亚扩散特性,在推进段显示随高聚物质量分数改变的超扩散特性,甚至还会导致反常的微马达旋转加快现象。 

【文章来源】：实验流体力学. 2020,34(02)北大核心CSCD

【文章页数】：8 页

【部分图文】：

简单流体中Janus微马达无量纲均方位移随无量纲时间的变化[13]

本实验中使用的微马达以直径d=(2.06±0.05）μm的SiO2微球为基础制备而成。以电子束蒸发镀膜技术在微球上半表面蒸镀厚度约10nm的Pt层，形成Pt-SiO2双面微球。制备过程如图2所示[13]。制备完成后，用刀片刮取微球并将其溶于纯水中备用。1.1 实验观测与图像处理

用Video Spot Tracker跟踪微马达后，软件自动生成和保存记录每一时刻微马达位置坐标信息的数据文件。采用MATLAB对数据文件进行处理，得到每个微马达在不同时间间隔下的运动位移Δr的2个分量：其中，j为微马达标识，t为计算位移的时间间隔，t0为观察起始时刻。之后，对同一溶液条件下所有微马达同一时间间隔下得到的位移作系综平均〈Δr2(t）〉，即可得到系综MSD随时间t的变化。

【参考文献】：
期刊论文
[1]气泡推进型中空Janus微球运动特性的实验研究[J]. 张静,郑旭,王雷磊,崔海航,李战华.  实验流体力学. 2017(02)



本文编号：3338779