自驅(qū)動(dòng)納微米馬達(dá)是一種能夠?qū)⑵渌问降哪芰哭D(zhuǎn)換成機(jī)械能實(shí)現(xiàn)其自主運(yùn)動(dòng)的納微米器件。它們通過與“貨物”間的相互作用能夠完成微尺度下的貨物運(yùn)輸,進(jìn)而使其在藥物運(yùn)輸、環(huán)境檢測(cè)和治理等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。然而,作為一種執(zhí)行特殊任務(wù)的納微米器件,完成任務(wù)效率（由能量傳遞和轉(zhuǎn)換效率組成）的高低是決定其能否廣泛應(yīng)用的關(guān)鍵。事實(shí)上,目前所發(fā)展的功能性自驅(qū)動(dòng)納微米馬達(dá)與貨物的能量傳遞效率（貨物克服粘滯阻力所需的能量與馬達(dá)運(yùn)動(dòng)消耗機(jī)械能的比值）和能量轉(zhuǎn)換效率（馬達(dá)所獲得的機(jī)械能與外界輸入能量的比值）都非常的低。針對(duì)此問題,我們通過構(gòu)建疏水馬達(dá)與油滴的長(zhǎng)程相互作用,發(fā)展了具有高效處理油污的自驅(qū)動(dòng)雙面神馬達(dá);通過耦合不同粒子間的長(zhǎng)程擴(kuò)散電滲相互作用,發(fā)現(xiàn)了混合粒子協(xié)同驅(qū)動(dòng)機(jī)制,發(fā)展了高能量轉(zhuǎn)換效率的混合馬達(dá)系統(tǒng)。首先,我們首次提出并制備了一種自驅(qū)動(dòng)雙面神泡沫馬達(dá),利用這種馬達(dá)與油滴間的長(zhǎng)程毛細(xì)相互作用,實(shí)現(xiàn)了馬達(dá)的高能量傳遞效率,探索了它們?cè)诟咝в臀厶幚矸矫娴膽?yīng)用。雙面神泡沫馬達(dá)由硬脂酸改性聚乙烯醇泡沫的一端載入樟腦-硬脂酸混合物制得。疏水性的硬脂酸有效地抑制了燃料混合物中樟腦的快速釋放,泡沫馬達(dá)顯示出高... 

【文章來源】：武漢理工大學(xué)湖北省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：83 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

自電泳型納微米馬達(dá)

2 非電解質(zhì)自擴(kuò)散泳納微米馬達(dá)。(a)雙面神馬達(dá)通過化學(xué)催化反應(yīng)質(zhì)自擴(kuò)散泳驅(qū)動(dòng)示意圖[23]。其中，藍(lán)、紅部分分別代表馬達(dá)可進(jìn)行催不可進(jìn)行催化反應(yīng)的部分。(b)Ir/SiO2雙面神微米馬達(dá)在 N2H4中自驅(qū)24]。(c)Grubbs 催化劑改性的 Au/SiO2粒子通過降冰片烯單體聚合反意圖[9]。(d)單酶點(diǎn)催化馬達(dá)自擴(kuò)散泳驅(qū)動(dòng)機(jī)理圖[25]。(e)三種酶驅(qū)動(dòng)達(dá)[26]。(f)脲酶驅(qū)動(dòng)的復(fù)合 SiO2微膠囊馬達(dá)的可控運(yùn)動(dòng)示意圖[27]gure 1-2 Nano/micromotors driven by non-electrolytic products induced usiophoresis. (a) Schematic of a Janus motor composed of catalytic (bluecatalytic (red) spheres driven by self-diffusiophoresis[23]. (b) Scheme of I micromotors move in hydrazine[24]. (c) Illustration of Grubbs’ catalyst-mSiO2micromotors powered by norbornene polymerization[9]. (d) Schematerical particle with a reaction site driven by self-diffusiophoresis[25]. (e) Trent kinds of enzyme-driven nanomotors[26]. (f) Schematic illustration of controlled hybird SiO2microcapsule motor with urea as fuel[27]

63 電解質(zhì)自擴(kuò)散泳微米馬達(dá)。(a)帶負(fù)電馬達(dá)在負(fù)電基板上的電解質(zhì)自動(dòng)示意圖[6]。(b)光激發(fā)下，WO3-Au 包覆的碳微米馬達(dá)電解質(zhì)擴(kuò)散泳圖[30]。(c)TiO2/SiO2微米馬達(dá) UV 下降解 H2O2運(yùn)動(dòng)示意圖[31]Figure 1-3 Nano/micromotors driven by electrolytic products induced selsiophoresis. (a) Scheme of a negatively charged motor moves near a negaharged substrate surface[6]. (b) Schematic of electrolyte self-diffusiophoreanism of light-driven WO3-Au@C sphere Janus micromotors[30]. (c) SchTiO2/SiO2micromotor driven by decomposition of H2O2under UV irrada圖 1-3b 所示，Gao 等[30]制備出由 WO3-Au 包覆的碳微米馬達(dá)。通，WO3光催化 H2O 和 O2生成·OH 和 O22-。負(fù)電離子 O22-促使形解質(zhì)自擴(kuò)散泳運(yùn)動(dòng)，完成了微米馬達(dá)無燃料的自擴(kuò)散泳運(yùn)動(dòng)。再者


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