《含梯度介質通道中的雙面粒子的輸運》是依託同濟大學，由李云云擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：含梯度介質通道中的雙面粒子的輸運
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：李云云
- 依託單位：同濟大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
雙面粒子 （Janus particle）是一類兩面具有不同性質的粒子，它的一面表現出物理或化學活性，另一面為惰性。這種對稱性破缺使雙面粒子能夠從周圍環境中獲得自推進力，從而產生諸如定向運動以及絕對負遷移率等獨特的輸運行為。這些獨特的輸運行為使雙面粒子在表面活性劑，電子器件，生物感測等方面具有潛在套用，吸引了多學科的工作者的持續關注。另外，在梯度濃度介質中，雙面粒子能夠產生定向運動並且可以通過外界通道來調控，使實現靶向給藥，分子機器人等成為可能，必將成為未來的一個研究方向。本項目將從動力學角度出發，數值模擬和理論分析相結合全面探討梯度介質中雙面粒子的運動特性：(1)產生定向運動的必要條件；(2)皺褶通道中，雙面粒子的運動及擴散行為，同時探尋雙面粒子輸運的理論分析方法；(3)通過調控外界通道來控制粒子運動的機制。
結題摘要
本項目主要是研究含梯度介質的皺褶通道中雙面粒子的動力學行為。圍繞這一項目課題，我們深入研究了雙面粒子自身的性質，如奇異性，記憶性，對稱性等對其擴散的影響，我們發現擴散係數與自推進速度並不是簡單的平方關係，也會出現線性關係，為理解實驗數據提供了依據。通過與實驗課題組合作，我們發現在受限體系中，流體力學作用不可忽略，進而我們研究了二維情況下，流體力學對受限雙面粒子動力學作用，我們發現雙面粒子的運動軌跡主要是由流體作用來決定，還導致了兩個粒子的反相同步。雙面粒子的一個主要套用就是用來輸運貨物，我們研究發現雙面粒子與貨物的構型對其輸運效率有著決定性作用。同時，我們還探討了隨機過程中的基本問題，研究了無序landscape中，有關粒子弛豫時間的理論推導。 在微納尺度，熱漲落不可忽略，有過很多的關於隨機問題的研究，都是基於點粒子的研究。我們的研究把其範圍拓展到自身具有特性的粒子，對於基礎理論研究具有一定的意義。
