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... 

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

【文章頁數(shù)】：160 頁

【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]首先利用無機(jī)柔性納米薄膜卷曲技術(shù)該課題組通過應(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
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博士論文
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本文編號(hào)：2927761