微通道中纳米颗粒的输运、沉积和吸附研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    11372175
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    80.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    A0905.多相流、渗流与非牛顿流体力学
  • 结题年份:
    2017
  • 批准年份:
    2013
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2014-01-01 至2017-12-31

项目摘要

With the development of nanotechnology, the transport, deposition and adsorption of nanoparticles in microchannel have attracted wide attention. Their application spread throughout the areas of energy, environment, human health and high-tech industry. When the scale of microchannel is very small, the flow characteristic length will be close to gas molecular mean free path (for ideal gas about 70 nm), or the liquid will be put in a limited space near molecular scale (for water about 5 nm), surface-area-to-volume ratio become very large, the microscale effects on the whole flow, like interfacial effect, the interactions between molecules etc., cannot be ignored anymore. At the same time, the transport and dynamics characteristics of nanoparticles will be very different from large-scale particles. The molecular dynamics simulation method is a powerful tool to learn detail about the microscale behavior of the flow, but there is still a long distance from the experimental measurements and the real situations. In this project, the scale of microchannel range from dozens of nanometers to 100 nanometers, nanoparticle diameter from a few nanometers to dozens of nanometers. The problem is a mesoscopic one. By using coarse graining method, this project will develop a hybrid method coupling the Molecular Dynamics (MD) method and the Dissipative Particle Dynamics (DPD) method together, to achieve a multiscale simulation of the transportation, deposition and adsorption of nanoparticles in a microchannel. The experiences of this project may make some contribution to further research of macroscopic problems (at scale of micrometers).
随着纳米科技的发展,微通道中纳米颗粒的输运、沉积和吸附问题已开始引起广泛的关注, 其应用遍布于能源、环境、健康和高新技术领域之中。 当微通道尺度小到一定程度时, 流动特征尺度与气体分子自由程数量级靠近(对于理想气体大约为70纳米),或液体受限空间接近分子尺度(对于水大约5纳米),表面积与体积之比很大,界面效应、分子之间的相互作用等微观性质已对整体流动性质产生不可忽略的影响。纳米颗粒的输运和动力学特性也与大尺度的颗粒有很大的不同。分子动力学模拟是研究流动微观性质的有力工具,但是距离实际问题和实验结果的尺度还有很大的距离。 本项目关注的微通道尺度从几十纳米到一百纳米,纳米颗粒直径从几纳米到几十纳米,属于介观尺度的问题。本项目将通过粗粒化方法,较好地实现分子动力学模拟与介观DPD方法的衔接,实现对微通道中纳米颗粒的输运、沉积和吸附的多尺度模拟,并为进一步与宏观问题(尺度在微米量级)的衔接提供借鉴

结项摘要

本项目通过粗粒化方法,实现分子动力学模拟与介观DPD 方法的衔接, 以较高效率实现对微通道中纳米颗粒的输运、沉积和吸附的多尺度模拟,正确反映微观效应对整体流动的影响。探索在微观模拟基础上粗粒化、 并与微观信息有较直接联系的介观模拟方法,并为进一步与宏观问题(通道尺度达到几十微米)的衔接提供借鉴。.通过对液氩和LJ流体平面Poiseuille 流的模拟,将介观耗散粒子动力学模拟结果与中子散射实验的结果及微观分子动力学模拟联系起来,得到了比较完整的模拟结果,为检验各种尺度的数值模拟方法提供了较为详细可靠的依据。系统地讨论了微观和介观模拟方法中各种参数和物理性质模拟的影响,给今后工作打下了较好的基础。与此同时,通过由宏观变量确定耗散粒子动力学作用力参数的方法将介观模拟方法与宏观现象相联系,研究了纳米颗粒的悬浮、沉降等规律。

项目成果

期刊论文数量(2)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
耗散粒子动力学中固壁模型对纳米颗粒 吸附模拟的影响
  • DOI:
    10.3969/j.issn.1007-2861.2013.07.039
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    上海大学学报(自然科学版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    黄汝佳;胡国辉;周哲玮
  • 通讯作者:
    周哲玮
纳米流体液滴的耗散粒子动力学模拟
  • DOI:
    10.3969/j.issn.1007-2861.2015.02.015
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    上海大学学报(自然科学版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    沈世元;周哲玮
  • 通讯作者:
    周哲玮

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其他文献

低速液体射流Rayleigh模式破碎的
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  • 通讯作者:
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  • 发表时间:
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  • 作者:
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  • 通讯作者:
    张建华
射流速度剖面形状变化及其对界面
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  • 发表时间:
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  • 期刊:
    应用数学和力学, 2005: 26(1),1-6
  • 影响因子:
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  • 作者:
    李小军;胡国辉;周哲玮
  • 通讯作者:
    周哲玮
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去湿剂的分子动力学
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
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  • 期刊:
  • 影响因子:
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    徐爱进;周哲玮;胡国辉*
  • 通讯作者:
    胡国辉*
用积分变换法分析周向不对称射流
  • DOI:
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  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    上海大学学报,2005: 11(4),402-407
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李博;胡国辉;周哲玮
  • 通讯作者:
    周哲玮

其他文献

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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