论文部分内容阅读
微型马达是一类体型较小，但保留传统马达的特性，能够吸收热能，电能，磁能，声能，光能，化学能等能源并转化成复杂机械运动的装置。关于微型马达的研究有望对靶向药物运输、微纳米印刷、传感等领域带来革命性的突破。镓基液态金属具有低毒性、高沸点、表面张力大以及较好的生物相容性等优点，是一种理想的研究柔性金属的材料。作为一种在室温下保持液体形态并具有金属性质的材料，液态金属能够对多种外场的激发进行响应，产生一系列类生命现象。这是由于液态金属-离子溶液界面电双层的存在，当液态金属电极电位发生变化时，液态金属表面张力随之改变，即电毛细现象。
液态金属在外场的单独或耦合作用下会表现出一系列类似生命的独特性质。柔性赋予了液态金属生命特征，它刷新了人们对于金属机械的认知。因此，对液态金属的驱动与多种外场耦合下控制的研究是实现未来液态金属软体机器人的重要基础。本文围绕液态金属小马达的驱动和控制展开，重点研究了多种电动流体力学因素对液态金属小马达运动和变形的影响，并提出了以一种新型“镓心”为背景的化学振荡反应。主要研究进展如下:
1.探究了吞噬一定量铝的自驱动液态金属小马达在外加电场的作用下的运动特性和形变特征，以及影响因素。通过实验测量和理论分析，具体研究多种电动流体力学因素（电场强度、小马达大小、NaOH溶液浓度、底面摩擦力等）对于液态金属小马达运动和变形的影响。通过实验揭示了液态金属在运动过程中与底面间的滑移机理。
2.研究电场作用下的“镓心”系统。提出了一种全新的实现液态金属镓基合金的“跳动的心”的方式。分析振荡过程的化学反应和机理，具体解释表面张力差在整个振荡过程中起到的作用。通过引入多相溶液条件，研究液态金属界面上的Marangoni流动。
总之，论文通过实验和理论研究了多场耦合作用下两种液态金属类生命现象，液态金属小马达在溶液中驱动的影响因素以及“镓心”振荡，拓宽了液态金属多场耦合控制下类生命马达的研究。本文可望为液态金属柔性机器人的研究和相关应用提供一定的理论和实验参考。
液态金属在外场的单独或耦合作用下会表现出一系列类似生命的独特性质。柔性赋予了液态金属生命特征，它刷新了人们对于金属机械的认知。因此，对液态金属的驱动与多种外场耦合下控制的研究是实现未来液态金属软体机器人的重要基础。本文围绕液态金属小马达的驱动和控制展开，重点研究了多种电动流体力学因素对液态金属小马达运动和变形的影响，并提出了以一种新型“镓心”为背景的化学振荡反应。主要研究进展如下:
1.探究了吞噬一定量铝的自驱动液态金属小马达在外加电场的作用下的运动特性和形变特征，以及影响因素。通过实验测量和理论分析，具体研究多种电动流体力学因素（电场强度、小马达大小、NaOH溶液浓度、底面摩擦力等）对于液态金属小马达运动和变形的影响。通过实验揭示了液态金属在运动过程中与底面间的滑移机理。
2.研究电场作用下的“镓心”系统。提出了一种全新的实现液态金属镓基合金的“跳动的心”的方式。分析振荡过程的化学反应和机理，具体解释表面张力差在整个振荡过程中起到的作用。通过引入多相溶液条件，研究液态金属界面上的Marangoni流动。
总之，论文通过实验和理论研究了多场耦合作用下两种液态金属类生命现象，液态金属小马达在溶液中驱动的影响因素以及“镓心”振荡，拓宽了液态金属多场耦合控制下类生命马达的研究。本文可望为液态金属柔性机器人的研究和相关应用提供一定的理论和实验参考。