聚电解质的受限界面吸附行为及其润滑特性研究

基本信息
批准号:51305459
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:25.00
负责人:郭岩宝
学科分类:
依托单位:中国石油大学(北京)
批准年份:2013
结题年份:2016
起止时间:2014-01-01 - 2016-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:刘书海,周永杰,陈浩,傅晓娟,张凯
关键词:
界面吸附聚电解质润滑特性受限纳米效应
结项摘要

The interfacial nano-size effects not only change the fluid rheological properties in near wall or confined space, but also decided the solid-liquid interface adsorption and viscous resistance characteristics in significant measure. This is important for the movement of the micro/nano structure. This research is forcus on the confined solid-liquid interface adsorption and viscous resistance characteristics to design a micro/nano-confined solid-liquid interface characteristic testing device based on quartz crystal micro balance (QCM).The interfacial adsorption of polyelectrolyte is measured used this confinement drive under different pH, ions concentration, tempreture and external electric fields. Furthermore, the effects of confined polyelectrolyte film thickness to the near wall layer are investigated. Explore influence factors of the confined interfacial adsorption behavior and reveal the interfacial nano-size effect on the polyelectrolyte molecular interfacial adsorption mechanism. Finally, the influence and mechanism analysis of confined interfacial adsorption of polyelectrolyte molecular for lubrication characteristics are discussed. This project is very important not only for the experimental research method development of confined solid-liquid interface, but also has important practical significance to control the micro/nano structure movement interface resistance, strengthen the movement stability, improve the system service life and so on.

界面纳米效应不仅改变近壁面和限域空间内流体的流变特性,而且也在很大程度上决定着固液界面的吸附和粘滞阻力特性,进而影响微纳结构的运动阻力。本课题针对限域空间中的固液界面吸附和粘滞阻力特性,设计开发一种基于石英晶体微天平的微纳米受限结构以及固液界面特性测试装置。利用该受限装置研究针对不同聚电解质、溶液pH值、浓度、温度、电场下的聚电解质界面吸附行为;同时,研究受限聚电解质膜厚对近壁面层性质的影响;探索界面吸附行为的影响因素,揭示界面纳米效应对受限聚电解质界面吸附的作用机理;最后,研究界面吸附对于聚电解质润滑特性的影响及机理分析。本课题不仅对于受限固液界面实验研究方法的发展具有十分重要的意义,而且界面纳米效应对受限聚电解质界面吸附及润滑特性影响机理的研究对于控制微纳结构运动界面阻力、增强运动稳定性、提高系统使用寿命等都具有重要的现实意义。

项目摘要

固-液界面的相互作用影响系统的能耗及稳定性。尤其是近年来随着现代科学技术的发展,人们不断地追求尺寸越来越小、性能越来越完善的微型装置。利用石英晶体微天平技术测试了无机盐溶液的固—液界面特性,获取了不同条件下石英晶体微天平的频率变化。分析了盐溶液的浓度、离子价位对其界面特性的影响。进一步利用石英晶体微天平技术测试了聚电解质在固体表面的吸附行为,考虑了聚电解质溶液浓度、不同的固体表面、溶液pH值等对聚电解质吸附行为的影响及电场增强的聚电解质吸附行为,研究了界面吸附行为对其摩擦学行为的影响。分析界面特性的影响机理对于控制微纳结构运动界面阻力、增强运动稳定性、提高系统使用寿命等都具有重要的现实意义。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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