纳米列阵上各流动流态的稳定性分析

项目名称： 纳米列阵上各流动流态的稳定性分析

项目编号： No.10802045

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2009

项目学科： 金属学与金属工艺

项目作者： 周继杰

作者单位： 上海大学

项目金额： 25万元

中文摘要： 由纳米结构规则排列构成的纳米列阵具有纳米材料的吸附性和表面能，其上的液体可以在表面能的驱动下流过列阵间隙。在纳米列阵上的流动有均一流动、指进(fingering)、碎形(fractal)三种流态。这些流态特征反映了尺度效应、流体包络面、润湿、吸附、扩散、和阻力等物理参数的共同影响。当这些参数导致基态失稳时，液体就会改用另一种流态进行传递。本项目研究内容和研究目标按照申请书执行：用实验室试验和数值模拟的方法探索在纳米列阵上驱动液体流动的各物理参数；并用稳定性分析的方法研究这些参数在流态转化过程中的作用机理。对这些参数作用机理的研究可以协助控制液体在纳米列阵上的定量传输，从而可以指导微流体驱动器件的理性化设计。

中文关键词： 界面现象；液体薄膜；稳定性；微流体；微纳器件。

英文摘要： Regular nanostructures aligned in nanoarrays process the surface energy and adhesion properties similar to nanomaterials. Liquid may be driven through array interstices by interfacial energy. There are three flow patterns as liquid advancing- - stable, fingering, and fractal. The characteristics of these flow patterns reflect combination of following physical parameters: scaling effects, liquid envelope, wetting, adsorption and adhesion, diffusion, and damping. In stability analysis, liquid may shift from one pattern into another as the value of parameters changes. This work have obeyed the original plan in the application proposal- - experimentally tested and numerically simulated some key parameters in the guided flow through nanoarrays; built physical model through stability analysis to explore the function of each parameter. Studies on the function of relevant parameters can facilitate liquid delivery and volume control on nanoarrays, and make novel microfluidic device and design possible.

英文关键词： Interfacial phenomena;liquid film; stability; microfluid; micro and nano devices.