Marangoni运动中超两亲分子作用机制的研究

发布时间：2021-08-15 06:31

　　Marangoni运动在自驱动领域的研究具有重要意义,其中以“肥皂船”为代表的自驱动器件得到广泛深入的研究。这类型器件是通过在表面释放表面活性分子,产生表面张力梯度,引发Marangoni环流,推动器件运动,因响应速度快,作用力强等特点备受青睐。然而,当表面活性分子释放后,会在表面迅速吸附饱和,导致梯度消失,造成运动短时间内停滞,这一瓶颈使得该领域研究面临严峻挑战。为解决上述问题,本论文将超两亲分子概念引入到基于Marangoni效应的智能运动中,利用其非共价键结合的特点调控表面活性分子在界面的吸附形态,从而达到消除其在界面的过度聚集,维持表面张力梯度的目的。为此,本论文首先利用溶液体系主体分子与表面活性分子的超分子相互作用,形成可溶性超分子复合物,将表面活性分子从溶液表面的吸附层溶解到体相。为此,我们设计了“肥皂船”实验,通过调控溶液中环糊精分子浓度,实现“肥皂船”长时运动。进一步,基于肥皂中的羧酸根表面活性分子具有pH响应性,从而在实现长时运动的基础上,通过调控pH,实现器件的长时可控运动。紧接着,在上述工作基础上,通过pH响应体系实现超两亲性分子的可控分解,在pH响应下动态分解为... 

【文章来源】：北京化工大学北京市 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：81 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１－２?（ａ）气液界面的分子因缺少内部分子间相互作用，导致单位面积自由能??增加，即表面张力；（ｂ）表面张力作为一个子系统施加在另一区域部分力的作??

（ａ）?（ｂ）??图１－２?（ａ）气液界面的分子因缺少内部分子间相互作用，导致单位面积自由能??增加，即表面张力；（ｂ）表面张力作为一个子系统施加在另一区域部分力的作??１??

????１．２?Ｍａｒａｎｇｏｎｉ?ｉｓ动??神奇的Ｍａｍｎｇｏｎｉ现象在自然界中是无处不在的。而这些现象都需要借助于??界面的收缩，其中界面上收缩的趋势可用表面张力来表示，而界面上每一个点受??到的表面张力方向是与液面相切的。这就导致当液体界面上物体两侧存在表面张??力区别时，会使物体沿高表面张力的一测运动，自然界中的宽蝽等昆虫能在水面??上漂浮、行走，流行于孩童中的“肥皂船”游戏正是借助这种机理。［４，１８，１９］??１．２．１?Ｍａｒａｎｇｏｎｉ运动在自然界中的研究??自然界中的动物凭借它们先天演化而来的身体，能克服复杂的自然环境，从??容地行动，完成觅食、躲避天敌和寻找合适的栖息环境等行为。天空，陆地，海??洋，河流中，动物的足迹几乎遍布了地球每一个角落，但在水体表面进行运动是??一件非常困难的事。动物除了要克服自身重力，防止沉入水中外，还要寻找合适??上生运，这面上运动。??


本文编号：3344048