基于光热材料与光催化材料的光驱动胶体马达运动机制与群体行为的研究

发布时间：2024-04-06 21:18

　　光驱动胶体马达是一种可以将光能转化为自驱动运动动能的微米器件,在活性物质的研究,污染治理,生物医药,环境监测等领域有着广阔的应用前景。然而,光驱动胶体马达的自主运动通常需要较大的驱动力,因此依赖于化学燃料的添加,限制了其进一步实际应用。此外,光驱动胶体马达运动行为的控制方法较为局限,还不能实现精准操控。因此,本论文重点研究光驱动胶体马达的驱动机理,并进一步对其运动行为进行控制,具体包括以下两个部分:1.基于聚多巴胺的光驱动胶体马达及其运动控制与机理研究。本工作申报道了一种基于聚苯乙烯和聚多巴胺的近红外光驱动胶体马达,这种胶体马达在独立个体运动与群体运动时拥有不同的运动方向。在近红外光照下,单个胶体马达展现出了避光的运动行为,而多个胶体马达形成的群体展现出了趋向光的涌动运动行为。此外该胶体马达的群体趋光聚集行为可以形成形状可控的聚集体,基于这种现象我们可以利用这种胶体马达在溶液中形成图案化结构。该工作拓宽了胶体马达运动行为的可控性与群体行为研究范畴,为胶体马达的实际应用铺设了道路。2.基于氮化碳与聚吡咯的光驱动胶体马达的运动控制与群体行为的研究。本工作中报道了一种基于光催化材料氮化碳与光...

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１－１自电泳机理驱动的二氧化钛／金光驱动胶体马达２４

光驱动胶体马达的驱动机理与运动行为控制的研究?第－＋草??化银、溴化银、碘化银等），在紫外光光照下由于自身化学性质的不稳定，祕分??解成金属单质与其他化学离子。这类材料也被应用于光驱动胶体马达的构造中，??并展现出了独特的性质ｎ。此外，研宄人员发现生物脂质体等有机分子材料也可??....

图１－２自扩散泳机理驱动的三氧化钨／金光驱动胶体马达２７

第一章?光驱动胶体马达的驱动机理与运动行为控制的研究??图１－１为Ｒｅｎ等人报道的基于二氧化钛／金的不对称光驱动胶体马达，在光??照下作为光催化材料的二氧化钛表面发生电子空穴分离，其中空穴在二氧化钛一??侧参与水的氧化，而电子转移到金一侧参与质子的还原，产生的电场驱动着胶体??马....

图１－３自热泳机理驱动的二氧化硅／金光驱动胶体马达２８

光驱动胶体马达的驱动机理与运动行为控制的研究?第－章??１．３．?３自热泳机理??自热泳机理依赖于光驱动胶体马达的光热效应。光热材料受到光照时可以将??接收到的光能转化为热能，从而产生局部温度的变化。而包覆了光热材料的光驭??动胶体马达由于亡丨身结构不对称或是受到具有方向性的光源....

图２－１实验操作台照片

光驱动胶体马达的驱动机理与运动行为控制的研究?第二章??电子显微镜测试样品。使用溴化钾压片法，我们在Ｂｒｕｋｅｒ?Ｈｙｐｅｒｉｏｎ?３０００光谱仪??上获取了样品的傅里叶红外光谱。我们通过Ｈｏｒｉｂａ?．丨ｏｂｉｎ?Ｙｖｏｎ?ＬａｂＲＡＭＨＲ８００??光谱仪测试了样品的拉曼吸收。....

本文编号：3947175