Technical Papers and Presentations

Background: Sensorineural hearing loss is the most common type of hearing impairment. One novel method to treat this form of hearing loss is by regenerating the synaptic connections between the extant Spiral Ganglion Neurons (SGNs) and transplanted human stem cell derived SGNs. Brain ... Read More

At the moment of DC activation, charged surfaces begin interacting with the adjoining electrolyte solution. The charges along the surface of that interface slowly attract oppositely charged ionic particles, which eventually gather on or near the surface, creating the Electric Double ... Read More

Near-field scanning optical microscopy (NSOM) combines the potential of scanning probe technology with the power of optical microscopy and provides us with eyes for the nanoworld. NSOM probes require a subwavelength optical aperture with wide cone angle of the probe to efficiently ... Read More

钙钛矿纳米晶的合成通常是使用间歇式搅拌系统进行（将前驱液滴加入反溶剂甲苯）。宏观间歇式反应器在高耗能的同时，并不能保证制备的纳米晶的尺寸均匀可控，实验的重复性也不好。而微流体具有高效的传质传热特性，以及良好的可操纵性。同时体系反应体积的急剧下降使得反应过程的不确定性大大降低。这样保证所有晶体拥有相同的成核和生长环境。所以使用微反应器制备的纳米晶的尺寸均匀可控。由结晶动力学可知，结晶过程的溶液过饱和度以及晶核周围的速度场分布对产物晶体有影响。所以我们使用COMSOL软件对比了微反应器和间歇式反应器运行时的体系的速度场和浓度场的分布情况。以达到调控产物晶体的质量的目的。 Read More

光中包含着巨大的能量，光能的利用一直是研究的热点。基于半导体纳米颗粒的吸光特性（如二氧化钛、氧化锌、四氧化三铁等），我们首先通过实验研究了在光强具有高斯分布的激发光作用下，微液滴内悬浮纳米颗粒的受迫运动，发现在液滴内产生了~mm/s的对称涡流，表明这一方法是在粘性主导的微流动下形成高速流动的有效手段。机理分析表明，这一光与液滴相互作用问题的物理机制为非均匀光热效应(温度梯度~1000K/m)及其所诱导的Marangoni对流，是一个包含光、热、物质与流体双向作用、界面张力梯度的复杂多物理场耦合流动问题。为了模拟这一实验现象，我们在COMSOL ... Read More

纳米磁流体具有高靶向性和可控性，在药物靶向释放，磁分离以及微流控领域中引起广泛关注。磁流体是在基础流体如水、乙二醇等溶液中分散直径小于 20 nm 的磁性粒子，其作为一种新型的高传热性能的能量输送媒介，在其应用过程中传热性能是不可忽略的。国内外许多学者对磁性流体流动与强化换热机理进行了许多研究，取得了大量的研究成果。磁流体由于具有磁性和流动性，在外加磁场作用下，利用磁场调控能够有效增强换热效果。基于此本文在稳态条件下，利用磁场、流体和传热多物理场耦合方式，针对二维通道内磁性流体进行数值仿真计算，通过设置不同磁体组合、纳米流体体积分数和磁场强度研究磁流体的传热性能。 Read More

细胞分离对于研究细胞性质和疾病的诊疗至关重要。利用倾斜角度声波声表面波驻波（TaSSAW）器件可以很好地实现粒子和细胞的分离。然而，目前缺乏一种系统的理论来分析TaSSAW装置中的粒子运动，和分离距离。在这篇文章中，我们利用理论推导和模拟仿真系统性地研究了粒子在TaSSAW中的运动情况。我们先通过理论分析，得到了粒子的两种运动模式的解析表达式，以及它们的阈值。然后利用COMSOL Multiphysics 对TaSSAW中的粒子声泳进行模拟，得到了的结果与理论分析相符合。我们先将声表面波器件的模型进行简化为二维。然后利用压力声学接口在频域求解了不同倾斜角度的声表面驻波场 ... Read More

在对以聚二甲基硅烷（PDMS）为腔道材料的声表面波（SAW）微流控器件建模时，通常采用简化模型来描述PDMS的声学特性。本文以声表面驻波（SSAW）微流控芯片为例，通过三种不同的方式对PDMS腔体建模，利用有限元方法分析了腔体内部的物理场和腔体内粒子的运动过程。对PDMS腔体建模时，分别采用COMSOL中的固体力学、压力声学和声阻抗边界三种方式分析PDMS腔体对微流腔内声场和流场的影响。从结果中我们发现，PDMS中的横波并不会显著影响腔体内的声场和声辐射力场，但会对声流产生较为明显的影响，进而影响受声场和流场作用的粒子运动轨迹 ... Read More

高分子囊泡是一类由薄膜包裹液体而形成的“软粒子”，其在生物医药、化妆品以及食品等领域具有广泛的应用，是材料领域最富有意义的研究内容之一。与一般微纳米粒子相比，高分子囊泡在外场作用下极易发生形变，因而研究高分子囊泡在微流道中穿过受限孔洞的动力学行为对其在药物输运、细胞筛选、薄膜性能表征等应用领域具有重要的意义。 由于流体（高分子囊泡内部和外部流体）和固体（高分子囊泡膜）强烈地耦合在一起，再加上流体与膜边界的移动和变形，使得高分子囊泡实际的过孔图像十分复杂。本工作借助COMSOL Multiphysics流固耦合（FSIs）接口，运用任意拉格朗日-欧拉（ALE）算法 ... Read More

马兰戈尼（Marangoni）流是由液体表面张力梯度引起的流体流动现象。流体表面的温度梯度和溶质浓度梯度都可以形成表面张力梯度。本论文研究在一个准二维空间中的液滴由浓度梯度引起的马兰戈尼流。一滴水滴被夹在两个玻璃片之间形成一个薄的圆形液膜。在这个圆形液膜周围构造一个有梯度的有机溶剂（如乙醇）蒸汽浓度场，水滴表面不同位置溶解有机溶剂的量不同从而产生浓度梯度，进而形成马兰戈尼流。或者在溶解有表面活性物质的水滴周围构造不均匀的表面蒸发速率，同样能产生表面浓度梯度和马兰戈尼流。通过使用COMSOL我们可以方便的模拟流体流动，蒸发和稀物质传递相互耦合的问题。首先 ... Read More