微纳米火箭的表界面及运动行为研究

发布时间：2020-12-20 11:08

　　微纳米火箭作为一种化学能驱动的微纳米器件,通过对其表面功能化可实现药物输送、传感检测、环境处理以及纳米机器人系统等功能。目前针对微米火箭的研究主要集中在减阻提速与运动控制方面,但是现有运动模型对气泡驱动锥形微米火箭运动速度预测不准确,严重影响了微米火箭的应用。在微米火箭运动模型的有关参数中,气泡脱离半径以及绕流阻力对于微米火箭运动速度的有效计算具有重要影响,而且针对微米火箭的运动稳定性及抗干扰性能的研究也未见报道。此外,将微米火箭的尺度缩小到纳米尺度时,其驱动过程与运动行为将发生本质的变化。因此,本文采取了理论建模、模拟仿真与实验相结合的方法,研究了微纳米火箭的表界面及运动行为,具体的研究内容包括以下几个方面:为了揭示锥形微米火箭表界面形状对绕流阻力的影响,运用低雷诺数流体力学方法建立了单锥台、双锥台微米火箭的绕流阻力模型,提出了不同外部构形微米火箭的归一化阻力系数。采用数值仿真方法,研究了锥形微米火箭几何参数对绕流阻力的影响规律,得出了微米火箭阻力系数与微米火箭几何参数的函数关系。为了实现气泡驱动微米火箭运动速度的准确预测,建立了气/固/液三相界面的气泡生长阶段与脱离阶段数学模型,得... 

【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：160 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

宏观火箭与微米火箭驱动对比

图 1-2 人工合成微纳米火箭的应用Fig.1-2 The applications of artificial micro/nanorockets纳米火箭在环境治理领域的应用的可持续性是地球目前面临的一个重大挑战，过度排放到水业有害污染物严重破坏了生态环境。Gao 等人[40]概述了微纳

队[57]首先利用无机柔性纳米薄膜卷曲技术该课题组通过应力释放自卷曲技术制备了气泡驱动微米火箭[49]，如图 1-3 所示。该（H2O2）分解而发生氧化还原反应，产生箭一端排出, 从而推动微米火箭向前运动

【参考文献】：
期刊论文
[1]多物理场驱动微纳马达的运动机理及应用[J]. 常晓丛,李天龙,周德开,张广玉,李隆球.  科学通报. 2017(Z1)
[2]自驱动微纳米马达的设计原理与结构简化方法[J]. 孔磊,牟方志,姜玉周,李小丰,官建国.  科学通报. 2017(Z1)
[3]Janus球形微马达的自驱动机理研究:自扩散泳动与微气泡推进[J]. 郑旭,崔海航,李战华.  科学通报. 2017(Z1)
[4]纳米技术转化医学发展现状及前景展望[J]. 高广宇,陈美玲,李明媛,杨臻博,李志平,梅兴国.  药学学报. 2015(08)
[5]纳米技术在医学领域的研究及应用现状[J]. 李军男.  新材料产业. 2015(08)
[6]纳米计量与科技发展[J]. 傅云霞,雷李华,曾燕华.  中国计量. 2015(01)
[7]解任意形状非细长长轴对称体Stokes流动的一种新方法[J]. 吴望一.  中国科学(A辑 数学 物理学 天文学 技术科学). 1984(02)

博士论文
[1]聚合物基因载体与氧化石墨烯复合物的制备及其生物相容性的研究[D]. 林航.吉林大学 2013



本文编号：2927761