收藏本站
《兰州大学》 2017年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

纳米尺度下离子液体水滴电润湿行为的分子模拟计算研究

张杏  
【摘要】:针对纳米尺度液滴润湿及电润湿行为的研究已成为当今微纳流体操控领域内的重要研究内容,在光学、物理化学以及生物学和电机工程等诸多研究领域都获得广泛的关注。目前对纳米尺度下液滴电润湿行为的研究大多针对甲醇、乙醇、纯水以及氯化钠等无机盐的水溶液,与上述传统的溶液相比,室温离子液体具有环境友好、对健康无害以及热稳定性良好和可设计组合性等特殊性质,在基于液体的纳米机电系统及生物医学领域中有着巨大的潜在应用。基于这样的背景,本文对纳米尺度下含室温离子液体1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([EMIM][BF4])的水滴在单层石墨烯表面上的润湿行为以及电润湿行为进行了分子动力学模拟研究。本文的研究过程中,未加电场时纳米水滴的平衡接触角随着其包含离子液体阴阳离子对数量的增多和温度的升高而减小,通过计算径向分布函数发现随着纳米水滴中阴阳离子对数量的增多,离子液体阴阳离子之间、水分子与水分子之间的相互作用力明显强于离子液体阴阳离子与水分子之间的互相作用力。进一步分析纳米水滴中阴阳离子的数量密度分布规律,得出阴阳离子与石墨烯基底的相互作用规律,纳米水滴在固体基底附近形成较强的吸收层,导致纳米水滴与石墨烯基底的平衡接触角随着阴阳离子对数量的增多而显著的减小,进而加强了石墨烯表面的润湿性。在外加电场强度不变的情况下,随着纳米水滴中阴阳离子对数目的增多,水滴形态呈对称性-不对称性的变化,并且纳米水滴到达平衡状态所需要的时间随水滴中阴阳离子对数量的增加而减少。当外加电场强度较弱时,纳米水滴通过不对称性形变达到平衡状态;当外加电场较强时,纳米水滴将通过对称性形变达到平衡状态。本论文的研究结果表明外加电场强度的增强和阴阳离子对数量的增加可以改善纳米水滴的润湿行为,揭示了离子液体中阴阳离子与水分子间相互作用机制,为电润湿在生物分子传感等纳米机电系统等领域的应用提供了理论基础。
【学位授予单位】:兰州大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:O647.5;TB383.1

【相似文献】
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 黎作鹏;体域纳米网络关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2014年
2 张正飞;一维氧化钨纳米材料无催化剂生长的原位透射电镜研究[D];浙江大学;2017年
3 刘敬东;铜纳米颗粒合成及其低温烧结互连行为研究[D];哈尔滨工业大学;2017年
4 谷志远;基于纳米线的光学微腔和纳米激光器[D];哈尔滨工业大学;2016年
5 潘金彬;生物活性蛋白导向简易构建新型高效安全的纳米探针用于肿瘤的诊疗[D];天津医科大学;2017年
6 戴清源;基于乳清分离蛋白修饰的低环境敏感型纳米颗粒构建与稳定机制[D];江南大学;2017年
7 刘洋;多功能纳米胶束体系联合声动力与化疗靶向治疗肝癌的研究[D];天津医科大学;2017年
8 任勃;镍钴基氧化物纳米纤维的静电纺丝法制备及电化学性能研究[D];哈尔滨工程大学;2014年
9 赵婕;基于单根金属氧化物一维微/纳米线的双电极结构器件的性能研究[D];南昌大学;2017年
10 吴捷;PET基材纳米吸墨材料的制备及性能研究[D];哈尔滨工业大学;2017年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张杏;纳米尺度下离子液体水滴电润湿行为的分子模拟计算研究[D];兰州大学;2017年
2 朱笑天;金纳米棒的制备与修饰及其在环境污染物检测中的应用[D];郑州大学;2017年
3 任雪利;纳米气泡对污染物的吸附及其影响因素探究[D];上海师范大学;2017年
4 杨阳;多级中空纳米纤维负载型催化剂的设计合成及其催化性能研究[D];东北师范大学;2017年
5 刘晓慧;硅表面纳米结构设计与计算[D];青岛大学;2017年
6 崔行恒;磁性元素掺杂氧化铟锡纳米结构的制备与物性研究[D];上海师范大学;2017年
7 赵鹏飞;二氧化硅纳米棒的制备、荧光功能化及其在免疫检测中的应用[D];东北师范大学;2017年
8 任健;面向太阳能燃料制备的纳米异质结材料的研究[D];天津大学;2016年
9 闫贵花;静电纺制备聚丙烯腈/纳米纤维素基多孔碳材料及电学性能研究[D];郑州大学;2017年
10 胡倩;浸润性可调的纳米ZnO表面蛋白吸附规律及其在蛋白分离中的应用[D];东北师范大学;2017年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026