液體微混技術(shù)及其在貴金屬復(fù)合納米材料自組裝中的應(yīng)用流體是物質(zhì)的重要存在形式,微混合和微流控技術(shù)是在微米尺度空間里對流體進行混合和操控的研究。與普通大量溶液的反應(yīng)相比,微混合和微流控技術(shù)具有其獨特而又明顯的優(yōu)勢。但是,在如此狹小的微通道內(nèi)、雷諾系數(shù)非常小的情況下,如何實現(xiàn)對微液滴的操控、如何提高微通道內(nèi)的混合效率和如何將微混合技術(shù)應(yīng)用于復(fù)合納米材料的自組裝領(lǐng)域成為科學(xué)家們的研究重點。因此,本論文針對這些問題開展了詳細(xì)的研究。利用有限空間等離子體氧化自組裝膜的方法,以簡單易購的載玻片和蓋玻片為載體,利用材料表面親疏水性成分的濃度差可以驅(qū)動微液滴運動的原理,實現(xiàn)了在敞開的具有化學(xué)成分梯度表面的微芯片上對微液滴流動的控制研究。該方法能夠良好的控制所制備的化學(xué)成分梯度表面的深度和長度等性質(zhì)。通過計算,可以得到,本實驗中微液滴移動的最大速度是0.64mm/s,對應(yīng)的化學(xué)梯度表面的接觸角為70°。該方法操作簡便靈活,使用材料價廉易購,重現(xiàn)性非常好,在生物分析領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用前景。基于微通道內(nèi)的單乳液方法,以含有碳酸氫銨、納米金棒和海藻酸鈉的水溶液為分散相,以含有鈣離子的十一醇溶液為連續(xù)相,成功制備出大小可控的具有海藻酸鈣聚合物外殼的水相微液滴(300~1000μm),即微反應(yīng)器。該微反應(yīng)器的海藻酸鈣聚合物外壁厚度可以利用鈣離子偶聯(lián)劑的濃度和反應(yīng)時間來良好地控制。在此基礎(chǔ)上,鑒于納米金棒的光熱效應(yīng),以波長為808nm的激光為光源,引發(fā)碳酸氫銨的分解反應(yīng)產(chǎn)生二氧化碳?xì)怏w,從而制備出海藻酸鈣聚合物包裹的二氧化碳?xì)怏w微膠囊。鑒于氣體微膠囊的感壓性,成功制備了一個壓力傳感器,檢測范圍為0.1~0.55KPa。利用提高流體之間接觸面積和引起通道中局部對流的方法,利用COMSOL軟件進行模擬計算并優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計,以光刻法為基礎(chǔ),以PDMS為原料,成功地設(shè)計和制備出三種具有不同結(jié)構(gòu)的被動微混合器,包括具有對稱半圓柱溝槽結(jié)構(gòu)、非對稱半圓柱溝槽結(jié)構(gòu)和三角形障礙物陣列的被動微混合器。實驗和模擬的結(jié)果都證實了這些微混合器在較大的雷諾系數(shù)范圍內(nèi)對不同黏度的流體的混合效果具有增強作用。對于具有對稱溝槽結(jié)構(gòu)和非對稱溝槽結(jié)構(gòu)的兩種微混合器,流體間混合效果的增強可以在19mm內(nèi)完成;對于具有三角形障礙物陣列的微混合器,混合距離被縮短至6.4mm。當(dāng)Re等于0.1時,混合效率高達91.4%,是普通Y-通道混合效率的2.02倍。在Re等于10的情況下,具有對稱半圓柱溝槽、非對稱半圓柱溝槽、三角形障礙物陣列的三類被動微混合器對酚酞水溶液的混合效率分別是普通Y-形微通道的混合效率的2.22倍、3.87倍和2.67倍。以上設(shè)計結(jié)構(gòu)簡單、混合距離短、混合效率高,在生物分析檢測領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景?；趯ξ⒒旌犀F(xiàn)象和過程的理解,以硝酸銀為氧化劑,以鄰苯二胺為還原劑,通過調(diào)整兩種流體進入微通道的流速和擴散速度,引發(fā)硝酸銀和鄰苯二胺之間的氧化還原反應(yīng),從而誘導(dǎo)了反應(yīng)的初級產(chǎn)物(銀納米粒子和鄰苯二胺二聚體)的進一步自組裝,發(fā)現(xiàn)了一種簡單高效無模板的制備多種形貌的銀粒子修飾的聚鄰苯二胺組裝體的方法。通過利用COMSOL軟件進行模擬,分析了產(chǎn)生多種形貌的銀粒子修飾的聚鄰苯二胺組裝體的可能機理?；阢y粒子修飾的聚鄰苯二胺微球組裝體對過氧化氫具有良好的催化作用,成功制備出一個過氧化氫傳感器,其檢測范圍是20~180μM,檢出限是5.7μM。利用微混合技術(shù),以溶解有兩親性聚合物修飾的多種貴金屬納米粒子為組裝單元的THF溶液為中間相,以純水為擴散相,通過調(diào)整兩相之間的擴散速度,實現(xiàn)了制備多種形貌的貴金屬納米粒子自組裝體的研究。文中詳細(xì)研究了納米金棒的長徑比、聚合物的分子量以及兩種流體的流速和擴散速度對自組裝體形貌的影響。基于此,成功制備出一種具有載藥功能的陰陽結(jié)構(gòu)微米馬達。該結(jié)構(gòu)的粒徑范圍在0.5~4μm之間,馬達的運動速率范圍是5~120