纳米液滴在复杂结构界面成核与生长实验及应用研究

发布时间：2020-12-29 22:24

　　界面纳米气泡与纳米液滴的成核与生长机理在微流体力学和疏水表面的吸附特征等研究中具有潜在的重大意义。表面微结构上纳米液滴的成核与生长表现在许多基础与实际的界面过程中,如露水的形成、冷却装置中的水蒸气凝结以及微滴状功能性结构的制备等。本文基于微纳米级液滴的研究现状,从平滑均匀的平面基底上生成纳米液滴入手,研究了具有较复杂微结构基底上纳米液滴的成核与生长机制。并以此研究结果为基础,探讨了表面聚合物微结构以及微纳米级液滴在光学特性、快速微萃取等方面的应用。本文主要研究内容与结论如下:(1)基于溶液交换原理,完成了在大表面积平面或曲面基底上的表面纳米液滴的生成。生成的液滴大小在整个平面基底表面都是均匀的,并且其尺寸是可调节的。(2)研究了不同实验条件下液滴的表面覆盖率、液滴的基底面积和围绕在液滴周围的裸露区域三者之间的相关性。同时,借助径向分布函数g(r)和Voronoi曲面细分分析了空间相关性。结果表明:表面覆盖率随流量、通道高度和油液浓度的增加而增加,达到35%～50%之间趋于饱和态;表面纳米液滴生长过程中液滴间的相互作用与控制液滴生长的具体条件无关。(3)从实验和理论入手,得到了亲水平面区... 

【文章来源】：中国矿业大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：119 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图１－１亲水基底硅片（Ｓｉ）表而生成的纳米微滴图片??Ｆｉｇｕｒｅｌ－１?Ｏｐｔｉｃａｌ?ｉｍａｇｅ?ｆｏｒ?ｎａｎｏｄｒｏｐｌｅｔｓ?ｏｎ?Ｓｉ?ｓｕｂｓｔｒａｔｅ．??

图１－２溶剂交换过程示意图??Ｆｉｇｕｒｅ?１－２?Ｄｉａｇｒａｍ?ｆｏｒ?ｓｏｌｖｅｎｔ?ｅｘｃｈａｎｇｅ．??溶剂交换过程的标准方案如图１－２所示，其中底物首先与水接触，然后用乙??醇代替。在任何情况下，ＡＦＭ都没有观察到表面纳米气泡在实际的溶剂交换??过程中，乙醇慢慢地被水代替。在这个过程中长寿命的表面纳米气泡形式。在溶??剂交换中，乙醇和水都是饱和的，甚萬对交气或特定气体过饱和。表面纳米气泡??形成的机理是，由于气体在乙醇中的溶解度髙于水，所以当良溶剂（乙醇）被不??良溶剂（水）代替时，局部产生瞬态气体过饱和。闺此，拳近基底表面存在过鸶??的气体，导致表面纳米气泡的成核。??进行实验时实现溶剂交换过程的流动池的结构如图１－３所示。??Ｇｌａｓｓ?＾?Ｓｏｌｕｔｉｏｎ?Ｂ??１?１?」??Ｓｐａｃｅｒ?＾??Ｂａｓｅ?麗??／?Ｉ??Ｉｎｌｅｔ?Ｓｕｂ

本文选用甲笨和４０ｖｏｌ％乙醇的饱溶液趣甲．苯饱和水的饱和溶剂交换，＿聚．??苯乙烯底物上生产出甲苯纳米微滴［１１＞１也可通过溶剂交换产生可聚合液体的表??面纳米滴液［１］。如果采用这种方式，以后可以将纳米质子光聚含并通过如图１－４??所示的方法转化为永久性聚合物纳米粒子，再通过空气中的ＡＦＭ成像来容易地??表征这些固体纳米微粒。利用纳米液滴的润湿性可以调节纳米液滴的尺寸、形状??以及它们的前体液体纳米微滴，在镕液中加入表面活性剂可以调节镜片的长宽比??［１１０］｝＞??８??

【参考文献】：
期刊论文
[1]固液界面纳米气泡的研究进展[J]. 张雪花,胡钧.  化学进展. 2004(05)
[2]温度对云母/水界面纳米气泡形成影响的研究[J]. 张雪花,张晓东,楼柿涛,张志祥,孙洁林,胡钧.  电子显微学报. 2004(04)
[3]固液界面纳米气泡的研究[J]. 张雪花,楼柿涛,张志祥,张晓东,孙洁林,胡钧.  电子显微学报. 2003(02)

博士论文
[1]固液界面纳米气泡界面特性的先进纳米成像研究[D]. 赵彬钰.中国科学院研究生院（上海应用物理研究所） 2015
[2]纳米阵列图案表面浸润性研究[D]. 边捷.南京大学 2014

硕士论文
[1]固液界面纳米气泡与原子力显微镜探针的相互作用研究[D]. 宋洋.中国科学院研究生院（上海应用物理研究所） 2014
[2]疏水表面纳米气泡特性及固液边界滑移长度关系研究[D]. 杜亚平.哈尔滨工业大学 2012



本文编号：2946439