基于长程相互作用机制的高效自驱动马达的构建
发布时间：2021-03-30 04:30
自驱动纳微米马达是一种能够将其它形式的能量转换成机械能实现其自主运动的纳微米器件。它们通过与“货物”间的相互作用能够完成微尺度下的货物运输,进而使其在药物运输、环境检测和治理等领域具有广泛的应用前景。然而,作为一种执行特殊任务的纳微米器件,完成任务效率（由能量传递和转换效率组成）的高低是决定其能否广泛应用的关键。事实上,目前所发展的功能性自驱动纳微米马达与货物的能量传递效率（货物克服粘滞阻力所需的能量与马达运动消耗机械能的比值）和能量转换效率（马达所获得的机械能与外界输入能量的比值）都非常的低。针对此问题,我们通过构建疏水马达与油滴的长程相互作用,发展了具有高效处理油污的自驱动双面神马达;通过耦合不同粒子间的长程扩散电渗相互作用,发现了混合粒子协同驱动机制,发展了高能量转换效率的混合马达系统。首先,我们首次提出并制备了一种自驱动双面神泡沫马达,利用这种马达与油滴间的长程毛细相互作用,实现了马达的高能量传递效率,探索了它们在高效油污处理方面的应用。双面神泡沫马达由硬脂酸改性聚乙烯醇泡沫的一端载入樟脑-硬脂酸混合物制得。疏水性的硬脂酸有效地抑制了燃料混合物中樟脑的快速释放,泡沫马达显示出高...
【文章来源】：武汉理工大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
自电泳型纳微米马达
2 非电解质自扩散泳纳微米马达。(a)双面神马达通过化学催化反应质自扩散泳驱动示意图[23]。其中，蓝、红部分分别代表马达可进行催不可进行催化反应的部分。(b)Ir/SiO2双面神微米马达在 N2H4中自驱24]。(c)Grubbs 催化剂改性的 Au/SiO2粒子通过降冰片烯单体聚合反意图[9]。(d)单酶点催化马达自扩散泳驱动机理图[25]。(e)三种酶驱动达[26]。(f)脲酶驱动的复合 SiO2微胶囊马达的可控运动示意图[27]gure 1-2 Nano/micromotors driven by non-electrolytic products induced usiophoresis. (a) Schematic of a Janus motor composed of catalytic (bluecatalytic (red) spheres driven by self-diffusiophoresis[23]. (b) Scheme of I micromotors move in hydrazine[24]. (c) Illustration of Grubbs’ catalyst-mSiO2micromotors powered by norbornene polymerization[9]. (d) Schematerical particle with a reaction site driven by self-diffusiophoresis[25]. (e) Trent kinds of enzyme-driven nanomotors[26]. (f) Schematic illustration of controlled hybird SiO2microcapsule motor with urea as fuel[27]
63 电解质自扩散泳微米马达。(a)带负电马达在负电基板上的电解质自动示意图[6]。(b)光激发下，WO3-Au 包覆的碳微米马达电解质扩散泳图[30]。(c)TiO2/SiO2微米马达 UV 下降解 H2O2运动示意图[31]Figure 1-3 Nano/micromotors driven by electrolytic products induced selsiophoresis. (a) Scheme of a negatively charged motor moves near a negaharged substrate surface[6]. (b) Schematic of electrolyte self-diffusiophoreanism of light-driven WO3-Au@C sphere Janus micromotors[30]. (c) SchTiO2/SiO2micromotor driven by decomposition of H2O2under UV irrada图 1-3b 所示，Gao 等[30]制备出由 WO3-Au 包覆的碳微米马达。通，WO3光催化 H2O 和 O2生成·OH 和 O22-。负电离子 O22-促使形解质自扩散泳运动，完成了微米马达无燃料的自扩散泳运动。再者
本文编号：3108865
【文章来源】：武汉理工大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
自电泳型纳微米马达
2 非电解质自扩散泳纳微米马达。(a)双面神马达通过化学催化反应质自扩散泳驱动示意图[23]。其中，蓝、红部分分别代表马达可进行催不可进行催化反应的部分。(b)Ir/SiO2双面神微米马达在 N2H4中自驱24]。(c)Grubbs 催化剂改性的 Au/SiO2粒子通过降冰片烯单体聚合反意图[9]。(d)单酶点催化马达自扩散泳驱动机理图[25]。(e)三种酶驱动达[26]。(f)脲酶驱动的复合 SiO2微胶囊马达的可控运动示意图[27]gure 1-2 Nano/micromotors driven by non-electrolytic products induced usiophoresis. (a) Schematic of a Janus motor composed of catalytic (bluecatalytic (red) spheres driven by self-diffusiophoresis[23]. (b) Scheme of I micromotors move in hydrazine[24]. (c) Illustration of Grubbs’ catalyst-mSiO2micromotors powered by norbornene polymerization[9]. (d) Schematerical particle with a reaction site driven by self-diffusiophoresis[25]. (e) Trent kinds of enzyme-driven nanomotors[26]. (f) Schematic illustration of controlled hybird SiO2microcapsule motor with urea as fuel[27]
63 电解质自扩散泳微米马达。(a)带负电马达在负电基板上的电解质自动示意图[6]。(b)光激发下，WO3-Au 包覆的碳微米马达电解质扩散泳图[30]。(c)TiO2/SiO2微米马达 UV 下降解 H2O2运动示意图[31]Figure 1-3 Nano/micromotors driven by electrolytic products induced selsiophoresis. (a) Scheme of a negatively charged motor moves near a negaharged substrate surface[6]. (b) Schematic of electrolyte self-diffusiophoreanism of light-driven WO3-Au@C sphere Janus micromotors[30]. (c) SchTiO2/SiO2micromotor driven by decomposition of H2O2under UV irrada图 1-3b 所示，Gao 等[30]制备出由 WO3-Au 包覆的碳微米马达。通，WO3光催化 H2O 和 O2生成·OH 和 O22-。负电离子 O22-促使形解质自扩散泳运动，完成了微米马达无燃料的自扩散泳运动。再者
本文编号：3108865
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