检索结果-南通市图书馆

检索条件"主题词=驱动速率"

共 3 条记录，以下是1-10 订阅

全选清除本页清除全部题录导出标记到"检索档案"

详细简洁

排序：

基于介电泳的数字微流控液滴驱动方法研究

基于介电泳的数字微流控液滴驱动方法研究

引用

作者：虞昆南京理工大学

学位级别：硕士

数字微流控是一种对微升甚至纳升级别离散液滴进行精确操控的技术,拥有试剂用量少、反应迅速、集成度高等优势,在生物、化学、医药等领域有着重要的应用价值。近年来,基于数字微流控的水相液滴操控技术已经十分成熟,但对油相液滴的驱动... 详细信息

数字微流控是一种对微升甚至纳升级别离散液滴进行精确操控的技术,拥有试剂用量少、反应迅速、集成度高等优势,在生物、化学、医药等领域有着重要的应用价值。近年来,基于数字微流控的水相液滴操控技术已经十分成熟,但对油相液滴的驱动往往受到驱动电压过高的限制,驱动难度大,无法广泛使用。针对油相液滴的驱动问题,本文对液滴的驱动原理进行研究,建立了平行双基板数字微流控芯片的力电模型,推导出了液滴所受驱动力,揭示了驱动力与电压频率的关联性,并分析了影响驱动力的几个主要参数。根据力电模型理论,本文提出了一种基于负介电泳的低压油滴驱动方法,搭建了基于数字微流控的液滴驱动研究平台,采用低压驱动法成功实现了100 V以内电压下油滴的四种基本操作。探究了油滴在不同浓度Silwet L-77溶液中驱动速率的频率响应特性,以及溶液离子浓度对驱动速率的影响,观察发现油滴在Silwet L-77溶液中的运动速率会随着电压频率的增大而增大,而在其他条件相同时,溶液离子浓度越高,油滴速率越小。针对实验现象与力电模型理论的差异,又进行了常用方法下表面活性剂溶液液滴的驱动实验,探讨了表面活性剂的种类、浓度以及电压频率对液滴速率的影响,结果显示除0.00125%浓度的Silwet L-77溶液以外,其他液滴的驱动速率随电压频率的增加呈现先增加后趋于平稳的趋势,造成这些现象的原因可能与液体内部表面活性剂分子偶极反转有关。最后,基于本文中提出的低压油滴驱动方法,制备了面向片上包裹液滴生成的数字微流控芯片,并进行了包裹液滴生成实验。实现了水滴与油滴的同片操作,成功配发出“水包油”的包裹液滴。为面向包裹液滴的低压操控及其应用奠定了基础。

关键词：数字微流控介电泳力电模型驱动速率包裹液滴

来源：

同方学位论文库评论

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

数字微流控芯片上包裹液滴的形成与驱动研究

数字微流控芯片上包裹液滴的形成与驱动研究

引用

作者：胡富城南京理工大学

学位级别：硕士

包裹液滴是指一种液滴被包覆在另一种互不相溶的液滴中所形成的独特结构。包裹液滴作为微反应器,拥有反应物体积小、定量分析、反应速度快和反应空间封闭等优势,其广泛应用于医药、细胞医学、食品科学以及化工生产等领域。虽然对包裹液... 详细信息

包裹液滴是指一种液滴被包覆在另一种互不相溶的液滴中所形成的独特结构。包裹液滴作为微反应器,拥有反应物体积小、定量分析、反应速度快和反应空间封闭等优势,其广泛应用于医药、细胞医学、食品科学以及化工生产等领域。虽然对包裹液滴的形成方法和片上操控有初步的研究,但对数字微流控芯片上包裹液滴的形成机制和运动特性还缺乏深入研究。针对数字微流控芯片上包裹液滴形成机制的问题,本文对双液滴体系的吉布斯表面能进行分析。利用空气中和数字微流控芯片上双液滴的模型,得到了双液滴合并前后的吉布斯表面能变化,并利用吉布斯表面能变化分析包裹液滴的稳定性。结果表明,吉布斯表面能变化为负时,双液滴体系可以形成稳定的包裹液滴。针对包裹液滴的形成实验,本文组建了基于数字微流控的包裹液滴驱动平台,进行了包裹液滴的形成实验和改性调节实验。结果表明,在开放型的数字微流控芯片上,实验所用的7种不同体积比例的水油液滴可以形成稳定的包裹液滴。通过包裹液滴的改性调节实验,实现了包裹液滴的相互转化。同时,在驱动平台上进行了包裹液滴的驱动实验。结果显示水油体积比为10:1的包裹液滴在各频段均有较高的驱动速率。最后,得到了包裹液滴运动的动力学模型,并对各阻力效应的功率耗散进行了分析。结果表明减小包裹液滴接触角滞后和降低固体表面的摩擦力是减小包裹液滴运动阻力的最有效的方法。同时,对包裹液滴的生物附着性能进行了测试。结果显示包裹液滴能有效减少蛋白质附着,可减少一个量级。

关键词：包裹液滴数字微流控吉布斯表面能驱动速率

来源：

同方学位论文库评论

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

乙醇相变人工肌肉软体驱动器制备及性能研究

乙醇相变人工肌肉软体驱动器制备及性能研究

引用

作者：张云鹏吉林大学

学位级别：硕士

人工肌肉是指可以根据外界环境变化呈现出各种复杂形态,如弯曲、延伸、扭动、收缩等,且行为十分接近于真正的肌肉纤维的一类柔性智能材料。近几十年来,随着仿生机器人及智能驱动器的研究发展,人工肌肉性能的提升以及新型人工肌肉的开发... 详细信息

人工肌肉是指可以根据外界环境变化呈现出各种复杂形态,如弯曲、延伸、扭动、收缩等,且行为十分接近于真正的肌肉纤维的一类柔性智能材料。近几十年来,随着仿生机器人及智能驱动器的研究发展,人工肌肉性能的提升以及新型人工肌肉的开发也变得更加迫切。在实际应用中,为了能够更好地实现驱动功能,人工肌肉往往需要具备高功率密度、轻便的质量、较小的体积、较大的驱动力、安全的使用途径、简便的操作方法等。人工肌肉材料有许多不同的体系,其中,相变型人工肌肉作为一种新型的体系,能够通过温度的改变使材料在液-汽或者固-液之间实现可逆的相转变,同时伴随较大的体积变化。因此,相变型人工肌肉具有应变大、应力高、驱动简便、能量密度大、响应速率快等优异的特性,与生物体肌肉非常接近,在智能机器人领域中有着非常广阔的应用前景。随着相变型人工肌肉研究的不断深入,对其驱动性能的要求越来越高,但人工肌肉驱动速度提升的同时势必会损失其驱动力。因此,如何同时提升相变型人工肌肉的驱动速度和驱动力是目前亟需解决的关键问题。基于乙醇溶液的乙醇相变人工肌肉具有非常优异的驱动性能,能够在低电压下产生较大的应变和应力,操作安全、简便,功率密度大,但是其驱动变形速率相对较低。因此,本论文为解决乙醇相变人工肌肉难以同时提升变形速率和驱动力的问题,从乙醇相变人工肌肉的结构和材料改性入手,通过向其中加入不同种类和不同含量的导热介质,利用模具快速成型法,制备了一系列具有低电压驱动、大应变、快响应变形特性的仿McKibben型乙醇相变人工肌肉,从而实现了变形速率与驱动力的有效兼顾,为乙醇相变人工肌肉瓶颈问题的解决提供了一种有效的新思路与新方法。具体研究内容和主要研究结论如下:(1)乙醇相变人工肌肉的驱动机理是通过存储在具有弹性的硅氧烷弹性体内部的乙醇在加热条件下,可逆相变同外部具有优异弹性的硅氧烷弹性体之间的配合,导致整体产生可逆膨胀与收缩。所制备的乙醇相变人工肌肉主要分为加热电阻丝、硅氧烷弹性体基体和乙醇相变液三部分,电阻丝作为电驱动的动力源,通过通电使得包含在硅氧烷弹性体基体中的乙醇相变液液泡产生汽化膨胀,带动硅氧烷基体的膨胀变形,当停止加热后,汽化的乙醇冷却液化,具有高弹性的硅氧烷弹性体回复原来的形状,乙醇相变人工肌肉得以收缩。当加上编织网变成编织型乙醇相变人工肌肉后,可以将之前的轴向膨胀通过编织网的两端约束转换为径向收缩。编织型乙醇相变人工肌肉在通电后,编织网内部乙醇相变型人工肌肉膨胀,外部的编织网在两端约束了乙醇相变人工肌肉的径向膨胀,使其产生轴向收缩。断电过程后,具有弹性的乙醇相变人工肌肉逐渐恢复原状,编织型乙醇相变人工肌肉径向直径变小,轴向长度变长,直到恢复为未通电的状态。(2)对乙醇相变人工肌肉的结构进行分析,通过改变其中的导热介质,展开对相变型硅氧烷驱动器进行驱动性能增强的探索性研究。向硅氧烷基体材料中添加氧化石墨烯和金纳米粒子,分别制备了氧化石墨烯/乙醇相变硅氧烷驱动器和金纳米粒子/乙醇相变硅氧烷驱动器,添加氧化石墨烯和金纳米粒子能够提高提高材料的升温速率;提高乙醇相变型人工肌肉的驱动速率,增大变形收缩率;添加金纳米粒子和氧化石墨烯后硅氧烷弹性体的最大应力、断裂应变都有所增强,弹性模量却有所下降,改善了乙醇相变人工肌肉硅氧烷弹性体的力学性能,这能够促进乙醇相变人工肌肉驱动能力的提升。证明了通过添加导热介质能够提升乙醇相变人工肌肉的驱动能力,且氧化石墨烯/乙醇相变人工肌肉驱动器驱动性在各方面都要优于金纳米粒子/乙醇相变人工肌肉驱动器。(3)基于添加不同导热介质对乙醇相变人工肌肉驱动性能的研究,发现添加氧化石墨烯后能够增强乙醇相变人工肌肉驱动性能,选定添加氧化石墨烯作为改善乙醇相变人工肌肉的导热介质。在乙醇相变人工肌肉中添加不同含量的氧化石墨烯,设置梯度含量,制备了不同氧化石墨烯含量的氧化石墨烯/乙醇相变人工肌肉,随着氧化石墨烯含量的增加,氧化石墨烯/乙醇相变人工肌肉驱动器变形速度增快,在添加15 mg的时,达到最快驱动速率,为0.19 mm/s,比无添加乙醇相变人工肌肉驱动速度提高了61%,且驱动力增大了52.7%。氧化石墨烯/乙醇硅氧烷驱动器在具有较快的驱动速度的前提下,兼具更为强大的驱动力,通电120 s可以达到1.68 N的驱动力,进行重物提取实验,300 s可以将50 g砝码提起12 mm。

关键词：人工肌肉乙醇相变导热介质氧化石墨烯驱动速率驱动力

来源：

同方学位论文库评论

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

全选清除本页清除全部题录导出标记到“检索档案”

共1页 << < 1 > >>

回到顶部

执行限定条件

欢迎您,

建议与咨询留下您的常用邮箱和电话号码，以便我们向您反馈解决方案和替代方法

时间限定

文献类型

馆藏选择

核心期刊

语言

文献类型

帮助

文字说明：

检索规则说明：

检索范例：

分类表

所选分类

限定检索结果

文献类型

馆藏范围

日期分布

学科分类号

主题

机构

作者

语言

在线全文

在线全文

在线全文

请选择保存的检索档案：

请选择收藏分类：

通借通还

欢迎您,

建议与咨询 留下您的常用邮箱和电话号码，以便我们向您反馈解决方案和替代方法

时间限定

文献类型

馆藏选择

核心期刊

语言

文献类型

帮助

文字说明：

检索规则说明：

检索范例：

分类表

所选分类

限定检索结果

文献类型

馆藏范围

日期分布

学科分类号

主题

机构

作者

语言

在线全文

在线全文

在线全文

请选择保存的检索档案： 新增检索档案 确定 取消

请选择收藏分类： 新增自定义分类 确定 取消

通借通还

建议与咨询留下您的常用邮箱和电话号码，以便我们向您反馈解决方案和替代方法

请选择保存的检索档案：

请选择收藏分类：