發(fā)布時(shí)間：2017-08-26 23:44

  本文關(guān)鍵詞：碳納米管介電電泳組裝模型優(yōu)化及過(guò)程仿真

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【摘要】：碳納米管因其特殊的結(jié)構(gòu)表現(xiàn)出來(lái)的優(yōu)異性能而受到廣泛的關(guān)注,在納米電子,傳感器,機(jī)械等多個(gè)領(lǐng)域表現(xiàn)出極高的應(yīng)用價(jià)值。然而使用現(xiàn)有技術(shù)制備的碳納米管多是金屬型與半導(dǎo)體型碳納米管的混合物,同時(shí)由于其尺寸微小而不易組裝,這在很大程度上限制了碳納米管的應(yīng)用。因此,需要將單一電學(xué)性能的碳納米管篩選出來(lái),然后組裝到設(shè)計(jì)好的器件中實(shí)現(xiàn)特定的功能。建立分離不同電學(xué)性能碳納米管的介電電泳微流控?cái)?shù)學(xué)模型,并對(duì)分離過(guò)程進(jìn)行了仿真研究。得出了使碳納米管成功分離的入口流速和外加電場(chǎng)電壓的合理參數(shù)組合,仿真結(jié)果可用于指導(dǎo)碳納米管實(shí)際分離過(guò)程以縮短分離時(shí)間。不同尺寸的碳納米管同樣可以利用介電電泳微流控實(shí)現(xiàn)分離。建立適用于碳納米管組裝的介電電泳組裝模型,使模型滿足“偶極子近似”條件。仿真研究了碳納米管在介電電泳組裝過(guò)程中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,得到了碳納米管從特定初始點(diǎn)開(kāi)始的三維運(yùn)動(dòng)軌跡和可以實(shí)現(xiàn)組裝的碳納米管初始點(diǎn)分布區(qū)域。探索了碳納米管運(yùn)動(dòng)過(guò)程中介電電泳力、速度和組裝時(shí)間變化規(guī)律,距離電極間隙越近碳納米管受力越大、速度越快、組裝時(shí)間越短。如果在電極間隙處碳納米管一端接觸到電極一端沒(méi)有接觸電極,電場(chǎng)強(qiáng)度最大值會(huì)出現(xiàn)在沒(méi)有接觸到電極的一端,容易形成鏈狀組裝。仿真結(jié)果將為介電電泳組裝碳納米管提供支持。
【關(guān)鍵詞】：碳納米管 介電電泳 分離 組裝 軌跡 仿真
【學(xué)位授予單位】：華北理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TB383.1;O658.9
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 引言8-9
• 第1章 緒論9-22
• 1.1 碳納米管簡(jiǎn)介9-12
• 1.1.1 結(jié)構(gòu)與分類9-11
• 1.1.2 性能與應(yīng)用前景11-12
• 1.2 碳納米管典型制備方法12-14
• 1.3 碳納米管分離方法概述14-15
• 1.4 介電電泳組裝碳納米管概述15-18
• 1.4.1 介電電泳組裝的優(yōu)勢(shì)15-17
• 1.4.2 介電電泳精確組裝介紹17-18
• 1.5 介電電泳原理18-21
• 1.6 本文研究?jī)?nèi)容與目標(biāo)21-22
• 第2章 介電電泳微流控分離碳納米管的機(jī)理22-29
• 2.1 微流通道內(nèi)的受力分析22-27
• 2.1.1 介電電泳力22-24
• 2.1.2 流體拖曳力24-26
• 2.1.3 其他作用力26-27
• 2.2 微流通道內(nèi)的運(yùn)動(dòng)分析27-28
• 2.3 小結(jié)28-29
• 第3章 介電電泳微流控分離碳納米管的仿真研究29-42
• 3.1 幾何模型的建立30-32
• 3.2 邊界條件32
• 3.3 結(jié)果及分析32-40
• 3.4 小結(jié)40-42
• 第4章 介電電泳組裝碳納米管的理論研究42-50
• 4.1 組裝中碳納米管的受力分析42-47
• 4.1.1 介電電泳力42-45
• 4.1.2 液體粘滯阻力45-46
• 4.1.3 其他作用力46-47
• 4.2 組裝中碳納米管的運(yùn)動(dòng)分析47-48
• 4.3 小結(jié)48-50
• 第5章 介電電泳組裝碳納米管的仿真研究50-60
• 5.1 幾何模型的建立50-51
• 5.2 邊界條件51
• 5.3 結(jié)果及分析51-58
• 5.4 小結(jié)58-60
• 結(jié)論60-61
• 參考文獻(xiàn)61-66
• 致謝66-67
• 導(dǎo)師簡(jiǎn)介67-68
• 作者簡(jiǎn)介68-69
• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集69

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前4條

1 康黎星;邸江濤;張永毅;李清文;;碳納米管陣列的可控生長(zhǎng)及應(yīng)用[J];科學(xué)通報(bào);2014年33期

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3 劉順東;張鴻雁;沈萍;崔海航;;基于介電電泳的微尺度顆粒分離研究進(jìn)展[J];微納電子技術(shù);2012年04期

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本文編號(hào)：743312