Marangoni運動在自驅(qū)動領(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,推動器件運動,因響應(yīng)速度快,作用力強等特點備受青睞。然而,當表面活性分子釋放后,會在表面迅速吸附飽和,導致梯度消失,造成運動短時間內(nèi)停滯,這一瓶頸使得該領(lǐng)域研究面臨嚴峻挑戰(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)的智能運動中,利用其非共價鍵結(jié)合的特點調(diào)控表面活性分子在界面的吸附形態(tài),從而達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,我們設(shè)計了“肥皂船”實驗,通過調(diào)控溶液中環(huán)糊精分子濃度,實現(xiàn)“肥皂船”長時運動。進一步,基于肥皂中的羧酸根表面活性分子具有pH響應(yīng)性,從而在實現(xiàn)長時運動的基礎(chǔ)上,通過調(diào)控pH,實現(xiàn)器件的長時可控運動。緊接著,在上述工作基礎(chǔ)上,通過pH響應(yīng)體系實現(xiàn)超兩親性分子的可控分解,在pH響應(yīng)下動態(tài)分解為... 

【文章來源】：北京化工大學北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：81 頁

【學位級別】：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，導致單位面積自由能??增加，即表面張力；（ｂ）表面張力作為一個子系統(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，導致單位面積自由能??增加，即表面張力；（ｂ）表面張力作為一個子系統(tǒng)施加在另一區(qū)域部分力的作??１??

????１．２?Ｍａｒａｎｇｏｎｉ?ｉｓ動??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可用表面張力來表示，而界面上每一個點受??到的表面張力方向是與液面相切的。這就導致當液體界面上物體兩側(cè)存在表面張??力區(qū)別時，會使物體沿高表面張力的一測運動，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理。［４，１８，１９］??１．２．１?Ｍａｒａｎｇｏｎｉ運動在自然界中的研究??自然界中的動物憑借它們先天演化而來的身體，能克服復雜的自然環(huán)境，從??容地行動，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，動物的足跡幾乎遍布了地球每一個角落，但在水體表面進行運動是??一件非常困難的事。動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，這面上運動。??


本文編號：3344048