[논문 리뷰] The study of tiny shaped particle dealing localized gravity at solution surface

Mubarak Ali|arXiv (Cornell University)|2016. 09. 26.

Electrohydrodynamics and Fluid Dynamics인용 수 19

한 줄 요약

이 연구는 공기-용액 인터페이스에서 미세한 단층 구조 입자가 형성되고 행동하는 방식을 조사한다. 여기서 나노에너지 펌프에 의해 유도된 조립 과정을 통해 연결된 삼각형 모양의 입자가 형성된다. 분리 시 이러한 입자는 대칭적으로 갈라지며, 광자 유도력이 매끄러운 요소를 안정적인 단층으로 평탄화한다. 중력과 부력은 상하 단층에 대해 다르게 작용하여 마이크로초 수준의 초고속 횡방향 부착을 가능하게 한다.

ABSTRACT

The coalescence of tiny particles into a larger particle is valuable. A tiny-shaped particle becomes a building block of the larger particle. On dissociation, atoms gather in the monolayer shape at the solution surface. Assembling of building blocks nucleates a mono layer shape. The nucleated mono layer shape extends adjacently on adhering structures of smooth elements in the later coalesced tiny-shaped particles. Thus while processing different colloidal solutions, the study of mono layer shape is vital. At an electronically flat solution surface, atoms of monolayer assembly undertake the transition states. Such atoms bind in the shape of supplied nanoenergy packets. When nanoenergy packets are related to the tuned bipolar pulses, blocks of connected triangle-shaped tiny particles get developed. Upon leaving the electronically flat solution surface, a block of connected tiny-shaped particles separates into two equal tiny-shaped particles. On exerting forces, an elongating atom adheres to the lower-sided positioned elongating atom. In this way, atoms of array convert into the structures of smooth elements. At the air-solution interface, the forcing energy of travelling photons flatten the structures of smooth elements. Tiny-shaped particles coming from different regions of the solution surface develop a mono layer shape in the region of concave meniscus. Upon assembling and adhering adjacent-wise structures of smooth elements, the mono layer shape related to geometric particle develops. A force of gravity becomes greater than force of levity in upper shaped mono layer and a force of levity becomes greater than force of gravity in underneath shaped mono layer. Process of adhering lateral-wise two mono layer shapes completes only in a few microseconds. Monolayer and mono layer have different use in this study. Study also targets the featured devices.

연구 동기 및 목표

• 미세한 형상의 입자가 공기-용액 인터페이스에서 어떻게 단층으로 조립되는지 이해하는 것.
• 나노에너지 펌프와 조절된 이극성 펄스가 연결된 삼각형 모양의 입자 블록을 형성하는 데 미치는 역할을 조사하는 것.
• 중력과 부력이 상하 단층 구조에 대해 어떻게 다르게 영향을 미치는지 분석하는 것.
• 단층 간 횡방향 부착 과정이 마이크로초 수준에서 어떻게 발생하는지 조사하는 것.
• 이 구조물이 주목할 만한 나노스케일 장치에 응용될 잠재성을 탐색하는 것.

제안 방법

• 전자적으로 평탄한 용액 표면을 사용하여 원자의 제어된 단층 조립을 가능하게 한다.
• 조절된 이극성 펄스를 적용하여 나노에너지 펌프를 통해 원자 조립의 구조 전이를 유도한다.
• 에너지 유도 핵형성과 성장을 통해 연결된 삼각형 모양의 입자 블록 형성을 관찰한다.
• 블록이 두 동일한 크기의 미세한 형상 입자로 갈라지는 탈착 역학을 분석한다.
• 공기-용액 인터페이스에서 광자 유도력이 매끄러운 요소를 안정된 구조로 평탄화하는 과정을 연구한다.
• 오목한 만니스 지역을 단층 형성의 초점으로 삼으며, 용액 표면의 다양한 영역에서 유래한 입자를 중심으로 단층 형성 과정을 연구한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 나노에너지 펌프는 용액 표면에서 단층 구조의 입자가 핵형성과 성장을 어떻게 유도하는가?
• RQ2 조절된 이극성 펄스에 의해 형성된 입자 블록의 대칭성과 안정성은 무엇에 의해 결정되는가?
• RQ3 중력과 부력은 상하 단층 구조에 대해 어떻게 다르게 작용하는가?
• RQ4 단층 간 횡방향 부착 과정이 1 마이크로초 이내에 발생하는 메커니즘은 무엇인가?
• RQ5 광자력은 단층 내 매끄러운 요소의 평탄화와 안정화에 어떻게 기여하는가?

주요 결과

• 연결된 삼각형 모양의 입자 블록은 전자적으로 평탄한 용액 표면에서 나노에너지 펌프에 의해 유도된 조립 과정을 통해 형성된다.
• 탈착 시, 연결된 입자 블록은 두 동일한 크기의 미세한 형상 입자로 대칭적으로 갈라진다.
• 연장된 원자가 하부에 위치한 원자에 순차적으로 부착되어 어레이에서 매끄러운 요소로의 전환을 촉진한다.
• 공기-용액 인터페이스는 광자 유도력이 매끄러운 요소를 안정된 구조로 평탄화하는 데 기여한다.
• 입자가 용액 표면의 다양한 영역에서 수렴함에 따라 오목한 만니스 지역에서 단층 형성이 선호적으로 발생한다.
• 두 단층 간 횡방향 부착 과정은 몇 마이크로초 내에 완료되어 초고속 자가 조립 과정임을 시사한다.