2。1。2 铝箔的阳极氧化 9

2。1。3 铝基底及障碍层的去除 9

2。2 阳极氧化铝单级阵列纳米通道的制备 9

2。3 阳极氧化铝多级阵列纳米通道的制备 12

3 阳极氧化铝多级阵列纳米通道的整流研究 15

3。1 实验部分 15

3。1。1 Ag/AgCl 电极的活化 15

3。1。2 i-V 测试 15

3。1。3 苯酚电渗流的测定 15

3。2 阳极氧化铝阵列纳米通道表面电荷的测定 15

3。3 阳极氧化铝多级阵列纳米通道的整流特性 17

第 II  页 本科毕业设计说明书

3。4 阳极氧化铝阵列纳米通道中苯酚电渗流研究 19

4 理论模拟 21

4。1 Poisson-Nernst-Plank 方程 21

4。2 模型建立 21

4。3 边界条件 22

4。4 模拟结果 22

4。4。1 i-V 曲线 22

4。4。2 离子浓度分布 23

结 论 27

致 谢 28

参 考 文 献 29

1 绪论

1。1 纳流控和纳流控二极管

1。1。1 纳流控

纳流控是指在纳米尺度下（1-100nm）对流体进行控制和应用的技术[1]。在纳米尺度下由 于通道的比表面积增大导致纳米通道物质传输中出现了一些与宏观状态下不同的效应。例如， 由于静电作用距离与纳米通道的尺寸相近，导致离子或者极化分子在纳米通道中传输时受到 的静电作用而产生离子在纳通道中出现富集与排阻现象[2]和中性分子在纳通道中反常扩散的 行为[3]；界面的亲疏水性质以及流体在纳米通道界面上流动滑移层对物质传输的控制[4]和能量 转换[5]的影响。这些作用都是由于界面效应在纳米尺度下的贡献造成的。

如何在制备相应结构的纳米通道的同时对通道界面进行调控是实现纳米通道应用的关键。 其中，静电作用是目前利用最多的纳米通道性质，由于在低离子浓度下纳米通道中的双电层 发生重叠，导致带电性质与纳米通道表面电荷带电性质相反的离子将在纳米通道中富集，而 带电性质相同的离子被排阻，使其对外界离子产生选择性。由于这一特性与生物离子通道的 选择透过性机制相似，因此静电作用一直以来备受研究者的关注 [1]。文献综述