什么是纳米流体学(Nanofluidics)?

纳米流体学是对流体在很短距离内运动的科学研究。流体可以通过微观管道或孔隙流动,即使是大分子也会堵塞这些管道或孔隙。电子电荷被分离的距离称为德拜长度,可以与这样一个小管子的尺寸相似。当被限制在几纳米宽的小空...
纳米流体学是对流体在很短距离内运动的科学研究。流体可以通过微观管道或孔隙流动,即使是大分子也会堵塞这些管道或孔隙。电子电荷被分离的距离称为德拜长度,可以与这样一个小管子的尺寸相似。当被限制在几纳米宽的小空间内时,大多数流体的物理性质都会发生变化。科学进步使研究人员能够控制诸如碳纳米管等结构中流体的活动,纳米流体学是一门研究流体在很短距离内运动的科学。当纳米尺度表面通电时,研究人员可以在小孔或通道中形成一个双电层。该层可以延伸到整个空间的宽度上,这通常会改变流体的性质,而不是在更大的体积中的作用。带电粒子被称为离子,有时被用来控制液体的方向,特别是当粒子电荷与孔壁电荷相反时。纳米流体学研究的另一个性质是流体力学半径,脱氧核糖核酸(脱氧核糖核酸)是一种相对较大的分子,携带遗传信息,通常在生物学中被操纵。与大聚合物一起,它可以卷成一个可以阻塞小通道的形状。研究人员有时会在纳米流体结构中添加材料和涂层,以防止此类堵塞。纳米流体学研究人员还可以控制膜厚度,以及孔径和间距,特别是在铝中温度、电压和酸在一定时间内的应用通常有助于加工特定的材料。然后科学家可以利用这些来研究不同的流体在内部的反应。液体的性质,如速度,表面张力,流体与纳米尺度表面接触的角度也经常被研究。一种叫做光刻技术的印刷技术可以用来制造纳米流体学中的结构。单通道或阵列可以由硅、聚合物、玻璃制成,以及其他人造管状材料一样。科学家可以利用流体的特性来控制它的运动,以支持数字系统的一种转换方式。纳米流体学还应用于制造小型晶体管、光学阵列,纳米流体电路中的液体相互作用可以被纳入水过滤和能量储存系统的控制中
  • 发表于 2020-09-07 18:15
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  • 分类:科学教育

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