| 基于动态光散射技术研究群体自驱动Janus颗粒的增强型布朗运动行为 |
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| 引用本文： | 刘金豪,王雷磊,崔海航,张鸿雁,陈力.基于动态光散射技术研究群体自驱动Janus颗粒的增强型布朗运动行为[J].科学通报,2018(Z2). |
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| 作者姓名： | 刘金豪 王雷磊 崔海航 张鸿雁 陈力 |
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| 作者单位： | 西安建筑科技大学环境与市政工程学院;陕西省膜分离技术研究院 |
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| 摘 要： | 自驱动Janus颗粒是两侧具有不同性质并可进行自驱运动的非均质颗粒的统称.本文以标称直径为1μm的Pt-SiO_2型自驱动Janus颗粒(以下简称Janus颗粒)为研究对象,利用动态光散射技术(dynamic light scattering, DLS)研究了其在纯水及不同浓度H2O2溶液中的运动行为.实验结果表明:群体Janus颗粒在H2O2溶液中的运动行为表现为增强型布朗运动.随着H_2O_2溶液浓度的增加,DLS测得群体Janus颗粒的有效扩散系数增大且都大于其在纯水中布朗运动时的扩散系数,且其弛豫时间逐渐减小.此外,根据DLS测得的自相关函数反演算推导得到了群体Janus颗粒在极短时间间隔内的均方位移.其结果表明:在相同观测时间间隔下,随着H_2O_2溶液浓度的增大,均方位移增加;在相同浓度的H_2O_2溶液中,随着观测时间间隔的增加,均方位移增加.最后,分析了单粒子追踪技术(single particle tracking,SPT)与DLS两种方法用于研究Janus颗粒运动行为的特点与区别,并指出观测时间间隔是影响DLS和SPT两种方法实验结果的关键因素.
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