气泡驱动纳米马达制备及运动控制方法研究

摘要

纳米马达是一种应用于多种领域(尤其是医疗领域),具有较大推重比,能实现物质定向运输的微纳米级机械。这其中,自驱动纳米马达因其利用环境中的物质能量,并将能量转化成自身运动所需动能,实现自身运动而受到广泛关注。目前,国内外针对自驱动纳米马达研究集中于双氧水体系,通过铂催化双氧水分解,产生氧气,实现纳米马达自驱动。但是,由于其对环境体系(双氧水)的依赖性,使之不适于人体内药物领域的广泛使用。通过对人体体液成分的分析可知,以酸环境为主的消化液占用人体体液的重要比重。因此,本文基于纳米马达运动理论,通过对纳米马达运动原理的深入分析,设计并制备一种新型锥形管状纳米马达模型,并对其运动影响因素及控制方法进行研究。
　　建立锥形双层管状纳米马达理论模型,对气泡驱动纳米马达运动机理进行分析,并着重分析影响纳米马达运动速度的重要因素。考虑酸溶液腐蚀特性,酸溶液氢离子特性,化学反应速率,制备方法及安全性等因素,设计纳米马达物质组成。
　　采用模板电沉积方法,制定纳米马达外壳制备工艺,并通过显微成像方式,分析影响纳米马达外壳制备厚度的主要因素,得到了纳米马达外壳厚度与沉积电量的关系。同时,比较不同电沉积方法对内孔溶质形貌的影响,并完善纳米马达分离工艺。
　　分析纳米马达运动速度影响因素。采用实验方法,研究不同pH值,不同酸种类条件,不同反应时间下,纳米马达速度变化规律。同时,采用实验方法,研究溶液粘度对纳米马达运动状态的影响规律。
　　采取非接触式磁性控制,改变原有镍金属附着工艺,利用模板电沉积工艺取代金属溅射工艺,实现纳米马达运动控制。
　　采用原电池原理,结合纳米马达制备方法,优化设计新型原电池纳米马达,并与原有纳米马达在同种条件下运动情况进行分析比对,验证提速效果。

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第1章 绪 论

1.1课题背景

1.2课题的研究目的及意义

1.3国内外研究现状

1.4本论文研究内容

第2章 纳米马达理论模型及制备方法

2.1纳米马达理论模型

2.2模板合成法

2.3聚苯胺外壳制备方法及形貌影响因素

2.4驱动源制备方法及形貌特征研究

2.5纳米马达分离方法研究

2.6纳米马达表征及能谱分析

2.7本章小节

第3章 纳米马达运动规律与控制方法研究

3.1纳米马达运动原理

3.2纳米马达运动影响因素

3.3纳米马达运动控制

3.4本章小节

第4章 Cu掺杂纳米马达制备及运动规律研究

4.1纳米马达加速理论及模型

4.2 Cu掺杂纳米马达制备方法

4.3 Cu掺杂纳米马达运动分析

4.4本章小节

结论

参考文献

声明

致谢