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1.
2.
Separation of nanocolloids driven by dielectrophoresis: A molecular dynamics simulation 总被引:1,自引:0,他引:1
The nonequilibrium molecular dynamics (MD) method was used to model the nanocolloids and the solvent particles. By introducing
a non-uniform electric field, colloids were polarized to have opposite polarities. Separation of colloids driven by dielectrophoresis
(DEP) could be seen clearly under a strong electric field at low temperatures. Analyzing the ratio of DEP velocities of colloids
to thermal velocities of neutral solvent particles showed that when the ratio was correspondingly big, collision between colloids
and solvent particles would be intense, making the DEP velocity of colloids fluctuate frequently. By changing the electric
field strength, it was found that the enhancement of electric field strength would quicken the separation of colloids. But
when the electric field strength increased to a certain degree, the separation motion would be slow because of the strong
friction resistance of the solvent particles to the colloids. Moreover, studying the separation reason of colloids based on
the potential energy showed that after colloids were polarized, the attractive potential energy among the colloids would be
weaker than before, while the increase of temperature would reduce the attractive potential energy and increase the repulsive
potential energy, which accorded with the DLVO theory.
Supported by the National Hi-Tech Research and Derelopment Program of China (“863” Project) (Grant No. 2006AA04Z351) and the
National Natural Science Foundation of China (Grant Nos. 50675033, 30770553) 相似文献
3.
利用溶于介电液中的碳纳米管在外加交变电场作用下极化产生介电泳力和液体粘滞阻力的共同作用,建立了碳纳米管受力和运动模型;对碳纳米管的运动过程进行了仿真,得到了碳纳米管从特定初始点开始的三维运动轨迹和可以实现组装的碳纳米管初始点分布区域.计算了碳纳米管运动过程中所受介电泳力和速度的变化规律,距离电极间隙越近,碳纳米管受力和速度越大,最大分别能达到10-9 N和105μm/s的数量级.仿真结果为碳纳米管介电电泳组装提供指导. 相似文献
4.
目的解决传统平面环抛过程中存在的两种问题:(1)抛光液受抛光盘和工件旋转离心力作用而抛光液在加工区域分布不均,导致加工工件高平面度差;(2)抛光液受到的离心力作用限制了抛光盘转速,导致抛光效率低。方法提出一种基于介电泳效应的平面抛光方法(DEPP),在抛光区域增加一个非均匀电场,利用中性粒子在非均匀电场中极化后受介电泳力的作用,使其具有向电极和抛光区域中心运动的现象,降低旋转离心力对抛光液的甩出作用,实现对平面工件的高速、高精度抛光。采用有限元分析软件数值模拟极化后磨粒所受介电泳力对离心力的抑制作用,优化产生非均匀电场的不同电极宽度,得到最优非均匀电场电极分布参数,实际测量优化电极后抛光液所受介电泳力的大小和方向,最后搭建试验平台验证介电泳效应高速抛光平面工件的有效性。结果提高抛光盘转速,进行抛光磨砂玻璃对比实验,加工1 h以后,采用介电泳效应抛光能完全去除玻璃磨砂层,工件平整度好,最终RMS值为0.276λ;无介电泳效应抛光后,工件中心部分磨砂层仍有存在,工件平整度相对较差,最终RMS值为0.694λ。通过测量加工去除量,介电泳效应抛光比无介电泳效应抛光的去除率提升了18%结论通过仿真模拟和实验验证,证明了调整电极布置形式以及优化电极分布参数后,介电泳效应高速平面抛光的方法能够有效提升抛光效率和抛光后工件表面平面度。 相似文献
5.
6.
7.
目的验证介电泳抛光方法的有效性,研究电极形状对介电泳抛光方法均匀性、抛光效率和去除率的影响。方法选取直径76.2 mm的单晶硅片为实验对象,进行传统化学机械抛光(CMP)实验和使用4种电极形状的介电泳抛光实验,每隔30 min测量硅片不同直径上的表面粗糙度以及硅片的质量,然后对测量的数据进行处理和分析。结果与传统CMP方法比较,使用介电泳抛光方法抛光的硅片,不同直径上的表面粗糙度相差小,粗糙度下降速度快,使用直径60 mm圆电极形状介电泳抛光时相差最小,粗糙度下降最快。介电泳抛光方法去除率最低能提高11.0%,最高能提高19.5%,最高时所用电极形状为内径70 mm、外径90 mm的圆环。结论介电泳抛光方法抛光均匀性、效率和去除率均优于传统CMP方法。 相似文献
8.
研制了介电泳微电极阵列芯片,建立了基于介电泳原理捕获石油中无机微粒的装置。用自制的芯片及装置研究了无机微粒在石油介质中的介电响应规律。实验结果表明,研制的芯片能够用于各种无机微粒在油品中介电响应的研究。实验所用的无机微粒中,空心微球是最好的实验材料,可作为研究无机微粒的模型。讨论了影响介电泳的各种因素。当频率固定时,迁移电压与微粒尺寸的三次方成反比;当粒径大小相近时,频率越低,迁移电压越低,在实际应用中可选择50Hz。在显微条件下得到的实验结果为石油产品的介电泳精制提供了理论依据。 相似文献
9.
研究了一种基于介电泳机理的金纳米颗粒传感器装配方法。在分析介电泳工作原理的基础上,利用Comsol Multiphysics仿真软件,对平面微电极条件下所产生的空间电场进行了建模仿真,研究了金纳米粒子极化模型及相关介电泳频谱特性。设计加工了基于光刻标准工艺和引线键合技术的平面微电极阵列,构建了具有三维位移平台和视频监控装置的介电泳装配实验平台。以250nm金颗粒为实验对象,在理论分析基础上,完成了在微电极阵列上的介电泳组装实验研究,并通过电特性测量验证了组装结果。实验结果表明:金纳米颗粒的介电泳组装效果与介质溶液的电导率、电场频率和幅度、金纳米粒子浓度、电极间隙及作用时间有关,在适宜的条件下,采用介电泳技术可实现对金纳米颗粒的有效操控和纳米器件装配,该方法为纳米传感器的制造提供了一种有效途径。 相似文献
10.
Nanobelts are a new class of semiconducting metal oxide nanowires. The ribbon-like nanobelts are chemically pure and structurally uniform single crystals, with clean, sharp, smooth surfaces, and rectangular cross-sections. Positive and negative dielectrophoresis (DEP) was demonstrated for the first time on semiconducting oxide nanobelts. This effect was then used for the fabrication of a nanodevice, which consisted of SnO2 nanobelts attached to castellated gold electrodes defined on a glass substrate, and covered by a microchannel. The SnO2 nanobelts (width ∼ 100-300 nm, thickness ∼ 30-40 nm) were suspended in ethanol and introduced into the microchannel. An alternating (AC) voltage of ∼9.8 V peak to peak, with variable frequency, was applied between the electrodes (minimum electrode gap ∼ 20 μm), which corresponds to an average electric field strength of less than 2.5 × 105 V/m. In the 10 Hz-1 kHz range, repulsion between the nanobelts and the electrodes occurred, while in the 1-10 MHz range, attraction was observed. Once the nanobelts touched the electrodes, those that were sufficiently long bridged the electrode gaps. The device was characterized and can potentially be used as a nanosensor. 相似文献