錐狀微納馬達的制備及增速方法研究.pdf

1、納米科技是21世紀發(fā)展起來的新興科學技術，它與傳統(tǒng)的物理、化學、機械等技術應用領域相結合，形成了納米材料學、納米生物學以及納米機械學等諸多新型研究領域。微納馬達是一種介于納米或微米尺度范圍的致動器，能夠通過自身介質環(huán)境將化學能轉化為機械能，從而實現(xiàn)特定的運動。近年來該領域受到了國內外學者的廣泛關注，眾多的制備方法以及結構形狀造就了不同形式的微納馬達，其不同的驅動機制以及軌跡控制方法使得微納馬達可應用于不同的領域，實現(xiàn)不同的功能，如靶向藥

2、物、環(huán)境修復等。目前國內外研制的微納馬達多是通過Pt催化過氧化氫為自身提供前進動力，該馬達不僅成本昂貴，而且它對過氧化氫溶液的過分依賴性嚴重阻礙了其在人體環(huán)境中的應用。同時，該類微納馬達表面與介質環(huán)境之間的粘滯力較大，不僅影響微納馬達的燃料利用率，而且嚴重影響它在介質環(huán)境中的運動速度。因此，本文擬通過模板電沉積的方法制備適合人體胃酸環(huán)境的新型錐狀微納馬達，根據(jù)減阻增速機理對微納馬達增速方法進行了研究，具體研究內容主要包括以下幾個方面：<

3、br>　　建立錐狀聚苯胺/鋅微納馬達的理論模型，對錐狀微納馬達在酸性介質環(huán)境中運動過程進行了分析，確定了影響錐狀微納馬達在酸性介質環(huán)境中運動速度的各種因素；通過電沉積模板法，制備了適合人體胃酸環(huán)境的錐狀聚苯胺/鋅微納馬達，對微納馬達在酸性介質環(huán)境中運動軌跡及運動速度進行了研究。
　　研究了復合表面接觸角模型與固-液兩相間減阻的關系，通過自組裝疏水分子層的方法，制備了符合Cassie接觸角模型的錐狀聚苯胺/鋅微納馬達；對疏水改性后的

4、錐狀聚苯胺/鋅微納馬達的運動速度進行了研究，并與未改性前的錐狀聚苯胺/鋅微納馬達的運動速度進行對比，驗證了疏水減阻增速機理。
　　建立了新型的微氣泡減阻微納馬達模型，通過模板電沉積法制備了錐狀銅/鋅微納馬達；基于原電池原理，對錐狀銅/鋅微納馬達在酸性介質環(huán)境中的運動速度進行了分析，并與聚苯胺/鋅微納馬達的運動速度進行了對比，驗證了微氣泡減阻增速方法；進一步研究了自組裝疏水分子層對銅/鋅微納馬達運動速度的影響，并與未改性前的銅/鋅微