微納米火箭作為一種化學(xué)能驅(qū)動(dòng)的微納米器件,通過(guò)對(duì)其表面功能化可實(shí)現(xiàn)藥物輸送、傳感檢測(cè)、環(huán)境處理以及納米機(jī)器人系統(tǒng)等功能。目前針對(duì)微米火箭的研究主要集中在減阻提速與運(yùn)動(dòng)控制方面,但是現(xiàn)有運(yùn)動(dòng)模型對(duì)氣泡驅(qū)動(dòng)錐形微米火箭運(yùn)動(dòng)速度預(yù)測(cè)不準(zhǔn)確,嚴(yán)重影響了微米火箭的應(yīng)用。在微米火箭運(yùn)動(dòng)模型的有關(guān)參數(shù)中,氣泡脫離半徑以及繞流阻力對(duì)于微米火箭運(yùn)動(dòng)速度的有效計(jì)算具有重要影響,而且針對(duì)微米火箭的運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性及抗干擾性能的研究也未見(jiàn)報(bào)道。此外,將微米火箭的尺度縮小到納米尺度時(shí),其驅(qū)動(dòng)過(guò)程與運(yùn)動(dòng)行為將發(fā)生本質(zhì)的變化。因此,本文采取了理論建模、模擬仿真與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方法,研究了微納米火箭的表界面及運(yùn)動(dòng)行為,具體的研究?jī)?nèi)容包括以下幾個(gè)方面:為了揭示錐形微米火箭表界面形狀對(duì)繞流阻力的影響,運(yùn)用低雷諾數(shù)流體力學(xué)方法建立了單錐臺(tái)、雙錐臺(tái)微米火箭的繞流阻力模型,提出了不同外部構(gòu)形微米火箭的歸一化阻力系數(shù)。采用數(shù)值仿真方法,研究了錐形微米火箭幾何參數(shù)對(duì)繞流阻力的影響規(guī)律,得出了微米火箭阻力系數(shù)與微米火箭幾何參數(shù)的函數(shù)關(guān)系。為了實(shí)現(xiàn)氣泡驅(qū)動(dòng)微米火箭運(yùn)動(dòng)速度的準(zhǔn)確預(yù)測(cè),建立了氣/固/液三相界面的氣泡生長(zhǎng)階段與脫離階段數(shù)學(xué)模型,得... 

【文章來(lái)源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

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【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

宏觀火箭與微米火箭驅(qū)動(dòng)對(duì)比

圖 1-2 人工合成微納米火箭的應(yīng)用Fig.1-2 The applications of artificial micro/nanorockets納米火箭在環(huán)境治理領(lǐng)域的應(yīng)用的可持續(xù)性是地球目前面臨的一個(gè)重大挑戰(zhàn)，過(guò)度排放到水業(yè)有害污染物嚴(yán)重破壞了生態(tài)環(huán)境。Gao 等人[40]概述了微納

隊(duì)[57]首先利用無(wú)機(jī)柔性納米薄膜卷曲技術(shù)該課題組通過(guò)應(yīng)力釋放自卷曲技術(shù)制備了氣泡驅(qū)動(dòng)微米火箭[49]，如圖 1-3 所示。該（H2O2）分解而發(fā)生氧化還原反應(yīng)，產(chǎn)生箭一端排出, 從而推動(dòng)微米火箭向前運(yùn)動(dòng)

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]多物理場(chǎng)驅(qū)動(dòng)微納馬達(dá)的運(yùn)動(dòng)機(jī)理及應(yīng)用[J]. 常曉叢,李天龍,周德開(kāi),張廣玉,李隆球.  科學(xué)通報(bào). 2017(Z1)
[2]自驅(qū)動(dòng)微納米馬達(dá)的設(shè)計(jì)原理與結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化方法[J]. 孔磊,牟方志,姜玉周,李小豐,官建國(guó).  科學(xué)通報(bào). 2017(Z1)
[3]Janus球形微馬達(dá)的自驅(qū)動(dòng)機(jī)理研究:自擴(kuò)散泳動(dòng)與微氣泡推進(jìn)[J]. 鄭旭,崔海航,李戰(zhàn)華.  科學(xué)通報(bào). 2017(Z1)
[4]納米技術(shù)轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)發(fā)展現(xiàn)狀及前景展望[J]. 高廣宇,陳美玲,李明媛,楊臻博,李志平,梅興國(guó).  藥學(xué)學(xué)報(bào). 2015(08)
[5]納米技術(shù)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的研究及應(yīng)用現(xiàn)狀[J]. 李軍男.  新材料產(chǎn)業(yè). 2015(08)
[6]納米計(jì)量與科技發(fā)展[J]. 傅云霞,雷李華,曾燕華.  中國(guó)計(jì)量. 2015(01)
[7]解任意形狀非細(xì)長(zhǎng)長(zhǎng)軸對(duì)稱體Stokes流動(dòng)的一種新方法[J]. 吳望一.  中國(guó)科學(xué)(A輯 數(shù)學(xué) 物理學(xué) 天文學(xué) 技術(shù)科學(xué)). 1984(02)

博士論文
[1]聚合物基因載體與氧化石墨烯復(fù)合物的制備及其生物相容性的研究[D]. 林航.吉林大學(xué) 2013



本文編號(hào)：2927761