基于AFM胶体探针技术的表面电荷测量与调制研究
项目介绍
AI项目解读
基本信息
- 批准号:11202219
- 项目类别:青年科学基金项目
- 资助金额:26.0万
- 负责人:
- 依托单位:
- 学科分类:A0909.实验流体力学
- 结题年份:2015
- 批准年份:2012
- 项目状态:已结题
- 起止时间:2013-01-01 至2015-12-31
- 项目参与者:李战华; 孔高攀; 焦豹; 王俊荣; 巩青;
- 关键词:
项目摘要
Converting mechanical energy to electrical energy can be achieved by transporting net charges in electric double layer by pressure driven flow in nanofluidics. This is a novel technique to develop green energy device, and modulating surface charge on the solid-liquid interface can essentially enhance the energy conversion efficiency. In this proposal, we plan to set up AFM colloidal probe technique, in order to obtain the surface charge density in the electric double layer directly, and to measure the change of surface charge density on the wall insulating layer under external electric field. The influence of insulating layer material, ion concentration in solution and pH on the surface charge modulation will be studied experimentally. To further examine the modulation effect, we will also use pico-amperemeter to measure the streaming current in micro/nanochannel with wall insulating layer. Theoretically, we are going to study the mechanism of surface charge modulation with reference to the theory of charge regulation. This proposal will contribute to the clarification of the mechanism of enhancing nanofluidic energy conversion by modulating surface charge, and provide the reliable results for the design of nanofluidic energy conversion devices.
在纳流控中通过压力定向输运双电层中的净电荷可以实现机械能向电能的转换。这提供了一种发展新型清洁能源器件的技术,而调制液固界面处的表面电荷可以有效地提高能量转换效率。本申请拟采用AFM胶体探针技术直接测量双电层内的表面电荷密度,并测量外加电场对壁面绝缘层表面电荷密度调制的改变量。实验中将研究壁面绝缘层材料的属性、溶液离子浓度和pH值等对表面电荷密度调制的影响。为了进一步定量考察能量转换的效果,还将使用皮安电流计测量带绝缘层壁面的微/纳米流道中的流向电流。理论方面,本申请拟通过电荷调节理论研究表面电荷调制的机理。上述研究将有助于阐明纳流控中利用调节表面电荷增强能量转换的机理,并为能量转换器件的设计提供可靠依据。
结项摘要
在纳流控中通过压力定向输运双电层中的净电荷可以实现机械能向电能的转换。这提供了一种发展新型清洁能源器件的技术,而调制液固界面处的表面电荷可以有效地提高能量转换效率。本研究系统的研究了通过极化外电场调制绝缘层表面电荷密度。理论方面,通过电荷调节理论研究表面电荷调制的机理,建立了可靠的物理模型给出数值解。实验上采用AFM胶体探针技术直接测量双电层内的表面电荷密度,并测量外加电场对壁面绝缘层表面电荷密度调制的改变量。实验中研究了壁面绝缘层材料的属性、溶液离子浓度和pH值等对表面电荷密度调制的影响。为进一步定量考察能量转换的效果,还使用皮安电流计测量带绝缘层壁面的微/纳米流道中的流向电流。上述研究有助于阐明纳流控中利用调节表面电荷增强能量转换的机理,并为能量转换器件的设计提供可靠依据。
项目成果
期刊论文数量(13)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(12)
专利数量(0)
自驱动Janus微球分数布朗运动的颗粒动力学模拟
- DOI:--
- 发表时间:2014
- 期刊:水动力学研究与进展A辑
- 影响因子:--
- 作者:胡静;张鸿雁;郑旭;崔海航
- 通讯作者:崔海航
Simulation of diffusiophoresis force and the confinement effect of Janus particles with the continuum method
连续介质法模拟扩散电泳力和Janus粒子的约束效应
- DOI:10.1063/1.4868375
- 发表时间:2014-03
- 期刊:AIP Advances
- 影响因子:1.6
- 作者:Wu, Meiling;Zhang, Hongyan;Zheng, Xu;Cui, Haihang
- 通讯作者:Cui, Haihang
Observation of the induced pressure in a hybrid micro/nano-channel
混合微/纳米通道中诱导压力的观察
- DOI:10.1016/s1001-6058(13)60363-7
- 发表时间:2013-04
- 期刊:Journal of Hydrodynamics
- 影响因子:2.5
- 作者:Kong Gao-pan;Zheng Xu;Silber-Li Zhan-hua;Xu Zheng
- 通讯作者:Xu Zheng
Visualization and measurement of the self-propelled and rotational motion of the Janus microparticles
Janus 微粒自推进和旋转运动的可视化和测量
- DOI:10.1007/s12650-015-0299-5
- 发表时间:2015-08
- 期刊:Journal of Visualization
- 影响因子:1.7
- 作者:Wu, Meiling;Kong, F;ong;Cui, Haihang;Silber-Li, Zhanhua
- 通讯作者:Silber-Li, Zhanhua
Janus particle microshuttle: 1D directional self-propulsion modulated by AC electrical field
Janus粒子微航天飞机:交流电场调制的一维定向自推进
- DOI:10.1063/1.4868373
- 发表时间:2014-03-01
- 期刊:AIP ADVANCES
- 影响因子:1.6
- 作者:Chen, Jiliang;Zhang, Hongyan;Cui, Haihang
- 通讯作者:Cui, Haihang
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其他文献
阵列纳米通道对微纳复合管道耗散作用的强化
- DOI:--
- 发表时间:2013
- 期刊:水动力学研究与进展A辑
- 影响因子:--
- 作者:孔高攀;郑旭;李战华
- 通讯作者:李战华
湘南财神庙铅锌矿床构造地球化学及找矿预测
- DOI:--
- 发表时间:2021
- 期刊:矿产勘查
- 影响因子:--
- 作者:郑旭;刘建平;刘少青;李波;陈卫康;邵拥军;丁涛;刘忠法
- 通讯作者:刘忠法
三维表面微观形貌建模与微通道流动特性仿真
- DOI:--
- 发表时间:--
- 期刊:华南理工大学学报(自然科学版)
- 影响因子:--
- 作者:王清辉;郑旭;潘敏强;李静蓉
- 通讯作者:李静蓉
转录因子Blimp-1在原发性干燥综合征中的表达和作用
- DOI:10.3760/cma.j.cn112309-20200114-00023
- 发表时间:2020
- 期刊:中华微生物学和免疫学杂志
- 影响因子:--
- 作者:吴若兰;郑旭;王怡平;李向培;汪国生;陶金辉;厉小梅
- 通讯作者:厉小梅
CVD Ta/W复合材料的力学性能及影响因素
- DOI:--
- 发表时间:2016
- 期刊:稀有金属材料与工程
- 影响因子:--
- 作者:胡昌义;蔡宏中;郑旭;魏燕
- 通讯作者:魏燕
其他文献
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