介電泳驅(qū)動(dòng)納米膠體的分子動(dòng)力學(xué)仿真.pdf

1、介電泳是一種在生醫(yī)領(lǐng)域很有潛力的微粒子操縱工具，它可以被應(yīng)用于生物粒子的分離、輸運(yùn)、捕捉及定位等。近年來，隨著生命科學(xué)向微觀領(lǐng)域不斷拓展，納米介電泳研究成為當(dāng)前的熱點(diǎn)方向。本文以分子動(dòng)力學(xué)為主要研究手段，研究介電泳驅(qū)動(dòng)納米膠體的運(yùn)動(dòng)特性。 采用分子動(dòng)力學(xué)方法對(duì)納米膠體進(jìn)行建模，研究其在非均勻電場(chǎng)下的失效機(jī)理，得出膠體模型失效的臨界電場(chǎng)強(qiáng)度參數(shù)E0為15ε/eσ。對(duì)膠體的團(tuán)聚現(xiàn)象進(jìn)行研究，常溫下的仿真結(jié)果發(fā)現(xiàn)，隨著膠體之間的距離小

2、于12σ，膠體間吸引力迅速增大克服布朗力影響，使膠體產(chǎn)生團(tuán)聚。當(dāng)布朗力對(duì)膠體運(yùn)動(dòng)影響較小時(shí)，電場(chǎng)強(qiáng)度增大將使膠體的聚集速度變快。系統(tǒng)溫度的升高使膠體所受的布朗力增大，從而影響納米膠體的團(tuán)聚。采用DLVO理論對(duì)膠體位能和膠體間吸引力進(jìn)行研究，得出了和分子動(dòng)力學(xué)模擬較為一致的結(jié)論。 采用分子動(dòng)力學(xué)方法對(duì)介電泳驅(qū)動(dòng)納米膠體分離的現(xiàn)象進(jìn)行模擬，發(fā)現(xiàn)在較高的電場(chǎng)強(qiáng)度和較低的系統(tǒng)溫度情況下介電泳驅(qū)動(dòng)膠體分離的現(xiàn)象較為明顯。對(duì)膠體的介電泳速度