發(fā)布時(shí)間：2021-08-15 06:31

　　Marangoni運(yùn)動(dòng)在自驅(qū)動(dòng)領(lǐng)域的研究具有重要意義,其中以“肥皂船”為代表的自驅(qū)動(dòng)器件得到廣泛深入的研究。這類型器件是通過在表面釋放表面活性分子,產(chǎn)生表面張力梯度,引發(fā)Marangoni環(huán)流,推動(dòng)器件運(yùn)動(dòng),因響應(yīng)速度快,作用力強(qiáng)等特點(diǎn)備受青睞。然而,當(dāng)表面活性分子釋放后,會(huì)在表面迅速吸附飽和,導(dǎo)致梯度消失,造成運(yùn)動(dòng)短時(shí)間內(nèi)停滯,這一瓶頸使得該領(lǐng)域研究面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。為解決上述問題,本論文將超兩親分子概念引入到基于Marangoni效應(yīng)的智能運(yùn)動(dòng)中,利用其非共價(jià)鍵結(jié)合的特點(diǎn)調(diào)控表面活性分子在界面的吸附形態(tài),從而達(dá)到消除其在界面的過度聚集,維持表面張力梯度的目的。為此,本論文首先利用溶液體系主體分子與表面活性分子的超分子相互作用,形成可溶性超分子復(fù)合物,將表面活性分子從溶液表面的吸附層溶解到體相。為此,我們?cè)O(shè)計(jì)了“肥皂船”實(shí)驗(yàn),通過調(diào)控溶液中環(huán)糊精分子濃度,實(shí)現(xiàn)“肥皂船”長(zhǎng)時(shí)運(yùn)動(dòng)。進(jìn)一步,基于肥皂中的羧酸根表面活性分子具有pH響應(yīng)性,從而在實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)運(yùn)動(dòng)的基礎(chǔ)上,通過調(diào)控pH,實(shí)現(xiàn)器件的長(zhǎng)時(shí)可控運(yùn)動(dòng)。緊接著,在上述工作基礎(chǔ)上,通過pH響應(yīng)體系實(shí)現(xiàn)超兩親性分子的可控分解,在pH響應(yīng)下動(dòng)態(tài)分解為... 

【文章來源】：北京化工大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：81 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－２?（ａ）氣液界面的分子因缺少內(nèi)部分子間相互作用，導(dǎo)致單位面積自由能??增加，即表面張力；（ｂ）表面張力作為一個(gè)子系統(tǒng)施加在另一區(qū)域部分力的作??

（ａ）?（ｂ）??圖１－２?（ａ）氣液界面的分子因缺少內(nèi)部分子間相互作用，導(dǎo)致單位面積自由能??增加，即表面張力；（ｂ）表面張力作為一個(gè)子系統(tǒng)施加在另一區(qū)域部分力的作??１??

????１．２?Ｍａｒａｎｇｏｎｉ?ｉｓ動(dòng)??神奇的Ｍａｍｎｇｏｎｉ現(xiàn)象在自然界中是無處不在的。而這些現(xiàn)象都需要借助于??界面的收縮，其中界面上收縮的趨勢(shì)可用表面張力來表示，而界面上每一個(gè)點(diǎn)受??到的表面張力方向是與液面相切的。這就導(dǎo)致當(dāng)液體界面上物體兩側(cè)存在表面張??力區(qū)別時(shí)，會(huì)使物體沿高表面張力的一測(cè)運(yùn)動(dòng)，自然界中的寬蝽等昆蟲能在水面??上漂浮、行走，流行于孩童中的“肥皂船”游戲正是借助這種機(jī)理。［４，１８，１９］??１．２．１?Ｍａｒａｎｇｏｎｉ運(yùn)動(dòng)在自然界中的研究??自然界中的動(dòng)物憑借它們先天演化而來的身體，能克服復(fù)雜的自然環(huán)境，從??容地行動(dòng)，完成覓食、躲避天敵和尋找合適的棲息環(huán)境等行為。天空，陸地，海??洋，河流中，動(dòng)物的足跡幾乎遍布了地球每一個(gè)角落，但在水體表面進(jìn)行運(yùn)動(dòng)是??一件非常困難的事。動(dòng)物除了要克服自身重力，防止沉入水中外，還要尋找合適??上生運(yùn)，這面上運(yùn)動(dòng)。??


本文編號(hào)：3344048