人工纳米结构表面的去浸润和对流体的超弱阻尼
文献类型：学位论文
| 作者 | 李鼎 |
| 学位类别 | 博士 |
| 答辩日期 | 2007-05-31 |
| 授予单位 | 中国科学院上海应用物理研究所 |
| 授予地点 | 上海应用物理研究所 |
| 导师 | 方海平 |
| 关键词 | 纳米结构表面 去浸润过程 滑移长度 颗粒吸附 |
| 中文摘要 | 在本文中，我们主要研究了具有疏水特性的人工纳米结构表面的去浸润过程和对流体运动超弱阻尼作用。具有这些特殊性质的表面，具有广泛的应用前景。例如具有这些特殊性质的表面微流孔，具有特别小的对流体的阻尼，从而达到超大流量。这对蛋白质的折叠的理解，石油工业、海水淡化和污水处理等工业应用和相关纳米技术都有重要意义。另外，我们还研究了颗粒在吸附表面附近的分布特点，颗粒吸附是构造人工纳米结构表面的主要方法之一。 在液固界面，疏水作用扮演着重要的角色。近来，人们发现，纳米尺度下，疏水界面附近会发生一种将水排开的类似于一级相变的过程，这一过程被称作去浸润过程。在本文中，我们使用热力学方法分析了在人工纳米结构表面附近发生去浸润过程的必要条件，指出存在纳米结构在表面上的临界覆盖率，当覆盖率大于该临界值时去浸润过程才会发生。 在亚微米尺度下，流体力学的无滑边界条件往往是不适用的，取而代之的是由滑移长度描述的滑移边界条件。大的滑移长度在实际中有着广泛的应用，例如在石油工业、污水处理和海水淡化等方面。在文中我们分析了处于去浸润状态的人工纳米结构表面的滑移长度，并且发现在一定条件下，其值可以达到微米量级，这一结果与最近发表的实验结果吻合。通常认为要减小表面对流体的阻力需要使表面平整，而我们的结果说明在发生去浸润过程的条件下，粗糙的表面可以比平整表面对流体流动的阻碍作用更小。 如何构造纳米结构表面是人工纳米结构表面研究领域的一个核心问题。利用纳米颗粒在表面上的吸附是一种基本的构造方法。在文中我们使用蒙特-卡罗模拟方法分别计算了在吸附平面和圆柱形吸附面附近纳米颗粒的分布情况。在模拟中我们同时考虑了硬球势和排斥屏蔽库仑势的影响。通过研究不同作用下颗粒的不同分布情况，发现颗粒间的相互作用对颗粒在外场中的分布行为起了重要作用。此外我们还分析了吸附面附近的纳米颗粒所形成的二维点阵的几何特征，发现其与颗粒间的相互作用也有着明显的关联。这些结果对于分析人工纳米结构表面的去浸润过程和对流体的超弱阻尼作用，和如何改进构造纳米涂层和纳米结构表面的方法有一定的指导意义。 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2012-04-11 |
| 页码 | 118 |
| 源URL | [http://ir.sinap.ac.cn/handle/331007/7127]  |
| 专题 | 上海应用物理研究所_中科院上海应用物理研究所2004-2010年 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 李鼎. 人工纳米结构表面的去浸润和对流体的超弱阻尼[D]. 上海应用物理研究所. 中国科学院上海应用物理研究所. 2007. |
入库方式： OAI收割
来源：上海应用物理研究所
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