基于光诱导对流一元与ZnO-TiO2二元马达集群的构建及运动行为

来源 :武汉理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:dingchuan646
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
微纳米马达是一种能够将多种形式的能量转化成自身动能的微纳米器件,并且通过特定功能化后可以执行药物输送、微纳加工和环境修复等任务。随着相关研究的不断深入,研究人员发现微纳米马达的集群展现了丰富的行为模式,并且可以进一步拓宽马达的应用范围。因此,微纳米马达集群的研究开始吸引越来越多的关注。目前相继报道了多种微纳米马达集群的构建方法,但是这些方法均存在各自的局限性。化学场构建方法形成集群的速度缓慢,且仅能实现集群的聚散控制,未能实现进一步的迁移行为控制。外场构建方法虽然对集群的运动控制程度要优于化学场,但是所需装置的复杂性以及对马达性质的要求限制了进一步的应用。并且目前集群的研究对象多为一元微纳米马达,尚未将体系拓展至二元。微纳米马达集群体系的多元化对于其功能化建设具有重要意义,不同马达之间的作用以及相应的集群行为对于仿生研究也有一定参考价值。因此,针对以上问题,本论文以微纳米马达集群作为研究对象,通过简单有效的方法分别构建一元和二元马达集群,并对其运动行为进行研究。  首先,我们通过光诱导对流方法实现了微纳米马达集群的构建及其整体运动控制。近红外光照射引起的温度梯度产生对流,从而实现在长程范围内收集分散的微米马达形成群体。通过移动近红外光源改变对流中心的位置,可以实现马达集群的定向迁移。通过提高近红外光的功率密度,可以优化集群构建及迁移运动的相关参数,包括响应时间、集群范围和运动速度等。由于光诱导对流对马达的材料性质和几何特性没有要求,因此该方法对TiO2/Pt、SiO2/Pt、TiO2、ZnO等微米马达,以及一些微生物如大肠杆菌、红细胞等,均能实现相应一元集群的行为控制。该方法的广泛适用性和易操作性为实现微纳米马达集群的构建和运动行为控制、以及操纵多元马达进行协同作用提供了新路线。  其次,基于光诱导对流方法我们进一步构建了ZnO-TiO2二元微米马达集群,并探索了集群的运动行为以及两种马达之间的相互作用。利用过氧化氢溶液分别对ZnO及TiO2马达表面离子释放的促进和抑制影响,增强了ZnO的扩散泳排斥作用力而减小了TiO2的扩散泳吸引作用力。集群中两种力相互影响从而呈现出明显的排斥作用,并且通过提高过氧化氢的浓度可以增强这种排斥行为。因此,集群中ZnO和TiO2马达表现的扩散泳排斥行为,可以在到达目标区域后将集群迅速拆分。这种二元集群预期将为材料的局部多位点修复等应用提供新的技术支持。
其他文献
长余辉发光材料和长余辉发光玻璃是新型无污染节能环保储光材料,它能将阳光或灯光照射获得的能量部分储存,停止照射后又能以可见光形式缓慢释放能量。其在安全指示、装潢装饰、
本文以珠光体钢为研究对象,采用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、背散射电子衍射技术(EBSD)、原子力显微镜(AFM)和三维原子探针(3DAP)系统地研究了共析珠光体钢在冷拔过程中的
党的十八大开展以来,习近平总书记就弘扬中华优秀传统文化进行了一系列讲话,对中华传统优秀文化与马克思主义理论进行融合,这非常利于中华优秀传统文化的传播,推动马克思主义
文章从保存和保护两个方面入手,以贵琼语为例,谈了对濒危语言的保护与传承问题.对贵琼语的保存主要通过书面文字、文化艺术和影视典藏等方式.对贵琼语的保护主要在语言态度、
目前我国环保产业发展迅速,但是在环保设备研究开发,尤其是自主创新的环保设备研究开发与环保产业的发展尚不适应。用于活性污泥法的曝气设备品种与质量均不能满足环保产业发
口译,作为一种跨文化交际行为,在促进不同国家的人进行思想和信息交流中有着不可替代的作用.本文旨在从跨文化交际角度分析口译,细致研究口译中的文化信息并针对口译过程的各
菲利普·K·迪克是美国著名的科幻小说作家,其著作《仿生人会梦见电子羊吗?》涉及了关于移情、人格、原型等心理学、哲学问题.迪克的经历与研究与心理学家荣格有相似性,其小
近年来国内基础设施建设的增加导致钢铁需求量大增,国内易于开发的铁矿资源日益减少,同时我国铁矿石长期依赖国外进口,因此以鲕状赤铁矿为代表的储量丰富且难选的低品位铁矿
锂硫电池具有高的理论容量(~1672 mA h g~(-1)),相当于锂离子电池的5倍(<350 mA h g~(-1));同时成本低、环境友好,有望用于新型动力电池及大规模电网储能。然而,单质硫的导电性差、在充放电过程中体积变化大(~80%)、生成的中间产物多硫化锂极易溶于醚类电解液并发生“穿梭”效应,导致锂硫电池中的正极活性物质利用率低、倍率性能和循环稳定性差等问题,严重制约了其产业化进程。通
在高校辅导员日常工作中,以“课程思政”为背景深入思政教育工作,在提升专业知识教育成效的同时,强化内在思想培养,促进学生全面发展.本文对“课程思政”背景下高校辅导员深