CAJ | 학술논문

微通道内交流电渗微泵的流速与电极表面双电层的结构与电荷分布密切相关,根据传统双电层理论和交流电渗速度公式可以预测交流电渗流速分布和速度峰值处的转折频率.试验发现,由此得出的交流电渗流速峰值比试验值大数倍.考虑紧密层和中间层厚度对交流电渗流的影响,提出三电层模型,给出三电层等效厚度和等效相对介电常数的求解方法,对传统的交流电渗速度公式进行修正,得出修正后的时间平均流速、位置平均流速和转折频率表达式.以宽度和间距均为20 μm的平行电极阵列为试验对象,对其施加相位差90°的四相行波电场,用电荷耦合元件(Charge-coupled device,CCD)记录流场中荧光粒子的轨迹并用micro-PIV方法计算流场速度.设置不同的电层厚度参数对试验进行仿真.结果表明,紧密层厚度为几个溶剂分子大小(0.5 nm),而且中间层厚度为电极表面微观起伏高度(5nm)时,仿真和试验结果非常接近,这表明三电层模型和修正后流速公式的有效性.
미통도내교류전삼미빙적류속여전겁표면쌍전층적결구여전하분포밀절상관,근거전통쌍전층이론화교류전삼속도공식가이예측교류전삼류속분포화속도봉치처적전절빈솔.시험발현,유차득출적교류전삼류속봉치비시험치대수배.고필긴밀층화중간층후도대교류전삼류적영향,제출삼전층모형,급출삼전층등효후도화등효상대개전상수적구해방법,대전통적교류전삼속도공식진행수정,득출수정후적시간평균류속、위치평균류속화전절빈솔표체식.이관도화간거균위20 μm적평행전겁진렬위시험대상,대기시가상위차90°적사상행파전장,용전하우합원건(Charge-coupled device,CCD)기록류장중형광입자적궤적병용micro-PIV방법계산류장속도.설치불동적전층후도삼수대시험진행방진.결과표명,긴밀층후도위궤개용제분자대소(0.5 nm),이차중간층후도위전겁표면미관기복고도(5nm)시,방진화시험결과비상접근,저표명삼전층모형화수정후류속공식적유효성.