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自扩散泳微观转动马达的介观模拟

沈明仁 刘锐 厚美瑛 杨明成 陈科

自扩散泳微观转动马达的介观模拟

沈明仁, 刘锐, 厚美瑛, 杨明成, 陈科
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  • 转动的微尺度马达是一类重要的微流器件. 近年来,因为其重要的应用及理论价值引起了学术界的广泛关注. 本文提出了一种新型的自扩散泳驱动的微观转动马达模型. 通过介观动力学模拟,我们验证了该模型的有效性. 模拟结果表明,该自扩散泳微观转动马达可以单向地自驱动转动,并且转动速度和马达表面发生的催化化学反应速率(即自产生的浓度梯度场强弱)、以及液体分子与马达之间的相互作用有关. 此外,我们研究了两个转动马达共存时的运动行为,重点考察了马达之间的流体力学相互作用和浓度梯度场效应对马达转动的影响. 该自扩散泳微观转动马达为设计实用的微流器件提供了新的思路和参考,也为研究活性胶体系统的集体行为提供了理想模型.
      通信作者: 杨明成, mcyang@iphy.ac.cn;kechen@iphy.ac.cn ; 陈科, mcyang@iphy.ac.cn;kechen@iphy.ac.cn
    • 基金项目: 国家重点基础研究发展计划(批准号:2015CB856800)和国家自然科学基金(批准号:11474327,11404379)资助的课题.
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出版历程
  • 收稿日期:  2016-06-20
  • 修回日期:  2016-06-24
  • 刊出日期:  2016-09-05

自扩散泳微观转动马达的介观模拟

    基金项目: 

    国家重点基础研究发展计划(批准号:2015CB856800)和国家自然科学基金(批准号:11474327,11404379)资助的课题.

摘要: 转动的微尺度马达是一类重要的微流器件. 近年来,因为其重要的应用及理论价值引起了学术界的广泛关注. 本文提出了一种新型的自扩散泳驱动的微观转动马达模型. 通过介观动力学模拟,我们验证了该模型的有效性. 模拟结果表明,该自扩散泳微观转动马达可以单向地自驱动转动,并且转动速度和马达表面发生的催化化学反应速率(即自产生的浓度梯度场强弱)、以及液体分子与马达之间的相互作用有关. 此外,我们研究了两个转动马达共存时的运动行为,重点考察了马达之间的流体力学相互作用和浓度梯度场效应对马达转动的影响. 该自扩散泳微观转动马达为设计实用的微流器件提供了新的思路和参考,也为研究活性胶体系统的集体行为提供了理想模型.

English Abstract

参考文献 (41)

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