Mathematical Modelling of Rare Events in Nanoflows: A Feasibility Study

纳流中罕见事件的数学建模:可行性研究

基本信息

  • 批准号:
    EP/W031426/1
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 10.08万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    英国
  • 项目类别:
    Research Grant
  • 财政年份:
    2023
  • 资助国家:
    英国
  • 起止时间:
    2023 至 无数据
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

The 21st century has heralded a revolution in the miniaturisation of fluid-based technologies that parallels those achieved in electronics in the 20th century, with technologies on microfluidics length scales now fully commercialised (e.g. 3D printers). Naturally, focus has now turned to exploiting the tremendous potential of flows at the nanoscale (i.e. nanofluidics), where huge surface area to volume ratios create systems that are driven by surface/interfacial effects, so that tiny volumes of fluid can be manipulated in ways that are unimaginable at the scales we observe in our daily lives. Our focus here is on the breakup of liquid volumes at the nanoscale, which are key to applications including nano-manufacturing (e.g. of thin-film solar cells), tear films and 'dry out' of the eye, bionic nano-devices for regenerative medicine and novel nano-particle drugs. Remarkably, at present, no scientific tools have been developed for these nanoflows as: - Experimental techniques can only provide limited information, as the dynamics occur too fast. - Theoretical approaches based on conventional fluid dynamics fail at the nanoscale, as thermal fluctuations ('noise' or 'Brownian motion') drive qualitatively new stochastic dynamics.This feasibility study will explore a new mathematical approach to overcome these challenges based on new methods for rare events that were originally developed for quantum mechanics. If successful, this will provide a platform for a much broader programme of intra-/inter-disciplinary research into the mathematical modelling of practically relevant nano-systems that could put the UK at the forefront of this high-tech emerging area.
21世纪预示着基于流体的技术的微型技术的一场革命,该技术与20世纪的电子产品相关,与微流体长度尺度上的技术现在完全商业化(例如3D打印机)。自然,现在的重点已转向利用纳米级流动的巨大潜力(即纳米流体学),在那里,巨大的表面积与体积比创造了由表面/界面效应驱动的系统,因此,在我们的日常生活中,我们可以在尺度上以难以想象的方式来操纵大量的流体。我们这里的重点是纳米级液体量的破裂,这是应用的关键,包括纳米制造(例如薄膜太阳能电池),泪液膜和眼睛的“干燥”,仿生的纳米式,用于再生药物和新颖的纳米粒子药物。值得注意的是,目前尚未为这些纳米流动开发科学工具,因为: - 实验技术只能提供有限的信息,因为动态发生得太快。 - 基于常规流体动力学的理论方法在纳米级失败,因为热波动(“噪声”或“布朗运动”)驱动了定性的新随机动力学。此类可行性研究将探索一种新的数学方法,以克服这些挑战,这些挑战是基于最初开发用于量子力学的稀有事件的新方法。如果成功的话,这将为更广泛的基础/跨学科研究提供一个平台,以实现实际相关的纳米系统的数学建模,这可能使英国处于这个高科技新兴领域的最前沿。

项目成果

期刊论文数量(8)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Colloidal deposits from evaporating sessile droplets: Coffee ring versus surface capture
固着液滴蒸发产生的胶体沉积物:咖啡环与表面捕获
  • DOI:
    10.6084/m9.figshare.24435169
  • 发表时间:
    2023
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Coombs N
  • 通讯作者:
    Coombs N
Rogue nanowaves: A route to film rupture
  • DOI:
    10.1103/physrevfluids.8.l092001
  • 发表时间:
    2023-09
  • 期刊:
  • 影响因子:
    2.7
  • 作者:
    J. Sprittles;Jingbang Liu;D. Lockerby;T. Grafke
  • 通讯作者:
    J. Sprittles;Jingbang Liu;D. Lockerby;T. Grafke
Thermal capillary waves on bounded nanoscale thin films
有界纳米级薄膜上的热毛细管波
  • DOI:
    10.48550/arxiv.2301.09798
  • 发表时间:
    2023
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Liu J
  • 通讯作者:
    Liu J
Finding the point of no return: Dynamical systems theory applied to the moving contact-line instability
寻找不归路:动力系统理论应用于移动接触线不稳定
{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

James Sprittles其他文献

James Sprittles的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('James Sprittles', 18)}}的其他基金

CBET-EPSRC Dynamic Wetting & Interfacial Transitions in Three Dimensions: Theory vs Experiment
CBET-EPSRC动态润湿
  • 批准号:
    EP/S029966/1
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 10.08万
  • 项目类别:
    Research Grant
Darcy-scale dynamics of microscopically fluctuating interfaces
微观波动界面的达西尺度动力学
  • 批准号:
    EP/P020887/1
  • 财政年份:
    2017
  • 资助金额:
    $ 10.08万
  • 项目类别:
    Research Grant
The Propagation of Wetting Fronts Through Porous Media
润湿锋通过多孔介质的传播
  • 批准号:
    EP/G048916/2
  • 财政年份:
    2012
  • 资助金额:
    $ 10.08万
  • 项目类别:
    Fellowship
The Propagation of Wetting Fronts Through Porous Media
润湿锋通过多孔介质的传播
  • 批准号:
    EP/G048916/1
  • 财政年份:
    2009
  • 资助金额:
    $ 10.08万
  • 项目类别:
    Fellowship

相似国自然基金

热液改造型页岩成储机理研究——以松辽盆地青一段为例
  • 批准号:
    42372150
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    53.00 万元
  • 项目类别:
    面上项目
定制亲疏油图案与仿生微造型耦合的复合沟槽阵列表面润滑增效机理及应用
  • 批准号:
    52205201
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    30.00 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
构造型深部岩体动力灾害的孕育和发生全过程机理研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    54 万元
  • 项目类别:
    面上项目
产能共享背景下的制造型企业运营决策研究:基于信息共享与数据质量的视角
  • 批准号:
    72271252
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    44 万元
  • 项目类别:
    面上项目
几何造型与机器学习融合的图像数据拟合问题研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    54 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似海外基金

Comprehensive understanding of rare earth elements enrichment by molecular geochemistry and its application to resource engineering
分子地球化学全面认识稀土元素富集及其在资源工程中的应用
  • 批准号:
    22KJ0574
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 10.08万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
Modelling IRF2BPL-related paediatric neuroregression in mice
在小鼠中模拟 IRF2BPL 相关的儿童神经退行性疾病
  • 批准号:
    486177
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 10.08万
  • 项目类别:
    Studentship Programs
Computational modelling of care needs in the rare dementias
罕见痴呆症护理需求的计算模型
  • 批准号:
    2498535
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 10.08万
  • 项目类别:
    Studentship
Modelling suitable habitat for rare plant species in Waterton Lakes National Park
沃特顿湖国家公园稀有植物物种的适宜栖息地建模
  • 批准号:
    563002-2021
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 10.08万
  • 项目类别:
    University Undergraduate Student Research Awards
Uncovering the molecular mechanism underlying lysine-specific demethylase 6A in Kabuki Syndrome
揭示歌舞伎综合症赖氨酸特异性去甲基酶 6A 的分子机制
  • 批准号:
    449731
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 10.08万
  • 项目类别:
    Studentship Programs
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了