疏水表面纳米气泡特性及固液边界滑移长度关系研究

摘要

纳米气泡首次被人们提出是在解释疏水长程作用力机制的过程中,后来随着微纳米测量技术和测量仪器的不断进步,人们不仅在理论上,在实验环境下也对纳米气泡进行了观察与成像。到目前为止,人们已经普遍认识到在固液界面存在纳米气泡。
　　近年来伴随着人们对纳米气泡研究地不断深入,越来越多的学者开始认为纳米气泡的存在很可能是导致固液界面产生边界滑移的原因。所以,有关纳米气泡的研究就有着非常深远的理论意义与现实意义。
　　目前纳米气泡的相关研究多数都处于探索阶段,一般只是对纳米气泡自身一些特性的研究,纳米气泡性质全面的研究还不够深入。另一方面,人们根据纳米气泡的相关参数建立了在理论上计算边界滑移长度的公式,但是,这些公式还缺乏大量详实的实验验证。
　　本文首先在对纳米气泡成像的基础上,研究了纳米气泡特征参数与外界条件之间的关系,并且在借鉴已有算法的前提下,提出两个新的参数,即大小均匀性和分布均匀性,以表征纳米气泡自身的特性,并且,通过实验测量及分析进一步验证了这两个参数。
　　然后,在实验环境下,使用自制的胶体探针测量到了固液界面的滑移长度,并将它与本文提出的理论修正公式计算的理论值进行了比较,验证了修正公式的正确性。
　　最后,在实验的基础上,提出了可能影响纳米气泡稳定性的因素,并且对提出此推测的依据做了相关阐述。

目录

摘 要

Abstract

第1章 绪论

1.1 课题来源

1.2 研究的目的及意义

1.3 国内外的研究状况

1.4 主要研究内容

第2章 纳米气泡特征参数测量及与外界条件的关系

2.1 纳米气泡的成像

2.2 纳米气泡常用的表征参数

2.3 纳米气泡宽度均匀性

2.4纳米气泡分布均匀性

2.5 纳米气泡特征参数与样品表面粗糙度的关系

2.6 纳米气泡特征参数与液体温度的关系

2.7 本章小结

第3章 纳米气泡特征参数与滑移长度之间关系

3.1 滑移长度的测量

3.2 纳米气泡的特征参数与滑移长度的关系

3.3 本章小结

第4章 疏水表面纳米气泡稳定性机理研究

4.1 Brenner和Lohse的动态平衡机制

4.2 杂质理论

4.3 样品表面粗糙度理论

4.4 纳米气泡稳定存在机理的初步探索

4.5 本章小结

结 论

参考文献

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致 谢