1. 本选题研究的目的及意义
电渗透流(Electroosmoticflow,EOF)作为一种微流控芯片中常用的流体驱动方式,具有无运动部件、易于集成、精确控制等优点,在生物医药、化学分析等领域展现出巨大的应用潜力。
溶液扩散是微流控芯片中物质输运和混合的重要机制,对于提高反应效率、实现精准控制至关重要。
本课题的研究对象是弯曲通道内电渗透流的溶液扩散现象。
2. 本选题国内外研究状况综述
电渗透流和溶液扩散是微流控领域的研究热点,国内外学者对此进行了大量的研究。
1. 国内研究现状
国内学者在电渗透流和溶液扩散领域的研究起步较晚,但近年来发展迅速。
3. 本选题研究的主要内容及写作提纲
1. 主要内容
本研究将以弯曲通道内电渗透流的溶液扩散现象为研究对象,采用理论分析、数值模拟和实验验证相结合的方法,系统地研究弯曲通道内电渗透流的溶液扩散规律,并探讨通道几何参数和电场参数对溶液扩散的影响,最终提出优化溶液扩散的策略。
具体研究内容如下:
1.弯曲通道内电渗透流的理论模型建立:基于Navier-Stokes方程和Nernst-Planck方程,建立弯曲通道内电渗透流的数学模型,并考虑通道曲率、截面形状、电场强度、溶液浓度等因素的影响。
4. 研究的方法与步骤
本研究将采用理论分析、数值模拟和实验验证相结合的研究方法,逐步深入地开展研究工作。
首先,进行理论分析。
基于流体力学和传质学的相关理论,建立弯曲通道内电渗透流的溶液扩散模型。
5. 研究的创新点
本研究的创新点主要体现在以下几个方面:
1.研究对象的创新性:针对弯曲通道内电渗透流的溶液扩散现象,该研究方向较为新颖,目前相关研究尚不充分,本研究将填补该领域的空白,并为微流控芯片的设计提供新的思路。
2.研究方法的综合性:本研究将采用理论分析、数值模拟和实验验证相结合的研究方法,相互印证,以确保研究结果的准确性和可靠性。
3.研究成果的实用性:本研究将探索通道几何参数和电场参数对溶液扩散的影响规律,并提出优化溶液扩散的策略,以期为微流控芯片的设计和应用提供理论指导和技术支持。
6. 计划与进度安排
第一阶段 (2024.12~2024.1)确认选题,了解毕业论文的相关步骤。
第二阶段(2024.1~2024.2)查询阅读相关文献,列出提纲
第三阶段(2024.2~2024.3)查询资料,学习相关论文
7. 参考文献(20个中文5个英文)
1. 孙静,张鹏,李战华,等.微通道内电渗流控制研究进展[J].机械工程学报,2020,56(14):1-14.
2. 赵勇,朱跃进,郭烈锦.微通道内梯形电极产生非均匀电场控制电渗流的研究[J].物理学报,2018,67(16):164702.
3. 李娜,朱平,王东,等.基于COMSOL的微流控芯片中弯曲通道内电渗流数值模拟[J].计算机仿真,2022,39(08):309-313 368.
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