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气泡推进型中空Janus微球运动特性的实验研究 被引量：2
1
作者 张静 郑旭 +2 位作者 王雷磊 崔海航 李战华 《实验流体力学》 CSCD 北大核心 2017年第2期61-66,共6页
本文通过Pt-SiO_2型(铂-二氧化硅型)中空Janus微球在低浓度2%~4%H_2O_2溶液中的气泡驱动实验,观察到在每个气泡生长-溃灭周期内,Janus微球的运动呈现3个特征阶段,分别为自扩散泳、气泡生长和气泡溃灭。其中气泡溃灭阶段微球在射流驱动... 本文通过Pt-SiO_2型(铂-二氧化硅型)中空Janus微球在低浓度2%~4%H_2O_2溶液中的气泡驱动实验,观察到在每个气泡生长-溃灭周期内,Janus微球的运动呈现3个特征阶段,分别为自扩散泳、气泡生长和气泡溃灭。其中气泡溃灭阶段微球在射流驱动下的推进速度可达每秒几十毫米,比前2个阶段的平均速度大2~3个数量级。实验观察到气泡生长阶段其半径与时间存在Rb^t1/3和Rb^t1/2两种标度率。由于气泡在Janus微球催化剂表面(Pt侧)的生长点偏离对称轴位置,Janus微球的运动轨迹呈圆周形。随H_2O_2溶液浓度的增加,还可以进一步提高Janus微球的运动速度。此研究不仅定量分析了Janus微球的运动特性,而且为实际应用中提高Janus双面微马达的运动速度和能量利用率提供了参考依据。 展开更多
关键词 中空Janus微球 气泡驱动 气泡溃灭
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不同粒径Janus微球的自驱动：实验及驱动机制对比 被引量：1
2
作者 王雷磊 崔海航 +3 位作者 张静 郑旭 王磊 陈力 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2016年第22期160-166,共7页
Janus颗粒是两侧具有不同性质的非均质颗粒的统称.利用Pt-SiO2型Janus微球的Pt一侧催化分解H_2O_2溶液,可以使得颗粒自驱运动.本文首先从实验角度对比了不同粒径、相同浓度下的两类自驱动现象,结果表明在d～O(1μm)时为扩散泳驱动,d～O... Janus颗粒是两侧具有不同性质的非均质颗粒的统称.利用Pt-SiO2型Janus微球的Pt一侧催化分解H_2O_2溶液,可以使得颗粒自驱运动.本文首先从实验角度对比了不同粒径、相同浓度下的两类自驱动现象,结果表明在d～O(1μm)时为扩散泳驱动,d～O(10μm)为气泡驱动,二者在运动轨迹、驱动速度上存在很大差异.随后,分析了主导的力学因素,并根据简化后的受力平衡关系建立了多场耦合的数值模型,重点研究了大粒径下浓度及速度场的分布,据此解释了气泡产生的位置及尺寸,并推断壁面滑移系数是数值模型中的关键匹配参数,及其在不同粒径下变化的可能机理.这一研究将为深入理解自驱动的机理及提高自驱动器件的驱动能力提供理论基础. 展开更多
关键词 Janus微球 扩散泳 气泡驱动 滑移边界
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气泡驱动型微马达功能材料可控制备研究新进展
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作者 张茂洁 张萍 +3 位作者 赵瑞彬 杨雅兰 汪伟 褚良银 《中国科学：化学》 CAS CSCD 北大核心 2019年第6期861-876,共16页
气泡驱动型微马达功能材料由于能分解化学物质产生气泡,从而驱动自身运动、强化流体混合与传质,因此在污染治理、药物传送、环境监测、物质分离以及疾病诊断等方面展现出了独特的优势和极大的应用前景.制备该微马达功能材料的关键在于... 气泡驱动型微马达功能材料由于能分解化学物质产生气泡,从而驱动自身运动、强化流体混合与传质,因此在污染治理、药物传送、环境监测、物质分离以及疾病诊断等方面展现出了独特的优势和极大的应用前景.制备该微马达功能材料的关键在于如何在其中可控构建非对称的结构.本文主要介绍了近年来可控制备具有多样化结构和功能的气泡驱动型微马达功能材料的研究新进展,着重介绍了如何基于非对称结构的构建来设计和制备颗粒状和管状等结构的新型微马达功能材料,以及如何在微马达中巧妙整合多样化功能组分和结构来实现其多功能化,以期为创新设计和可控制备具有独特结构和先进功能的气泡驱动型微马达功能材料提供新的途径和指导. 展开更多
关键词 微马达 气泡驱动 功能材料 微颗粒 微管
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