微纳尺度精确调控

第1章　绪论　1
1.1　微纳简介　1
1.2　微流控　2
1.2.1　理论分析　2
1.2.2　技术研究　4
1.2.3　微流控芯片的材料去除技术　5
1.2.4　微流控芯片的材料沉积技术　6
1.3　应用　7
参考文献　7
上篇　微纳尺度调控技术
第2章　光镊　11
2.1　光镊工作原理　11
2.1.1　光阱的捕获原理　12
2.1.2　粒子在光场中的受力分析　13
2.1.3　光阱力法测细胞表面电荷　15
2.2　细胞表面电荷测量实验设计　16
2.3　纳米光镊技术及其应用　18
2.3.1　单层胶体光子晶体的制备　18
2.3.2　纳米光镊技术　21
2.3.3　全息光镊技术　21
2.3.4　光镊组装半导体纳米线　24
2.3.5　光镊研究分散体系稳定性　24
2.4　小结　25
参考文献　25
第3章　介电泳　28
3.1　介电泳现象原理及分析　28
3.1.1　介电泳现象分析　28
3.1.2　介电泳理论分析　30
3.2　介电泳微流控芯片设计　33
3.2.1　技术背景与优势　33
3.2.2　介电泳微流控的电 类型及设计　34
3.3　介电泳 控微粒的应用　40
3.3.1　介电泳分离微米 粒子—血红细胞　40
3.3.2　介电泳分离纳米 粒子—单壁碳纳米管　43
3.3.3　介电泳分离亚微米 粒子—乳胶球　46
3.4　小结　47
参考文献　47
第4章　自组装　50
4.1　自组装背景介绍　50
4.1.1　定义　50
4.1.2　特征　51
4.1.3　自组装的微细尺度控制手段　51
4.2　纳米尺度的自组装　53
4.2.1　自组装光子晶体　53
4.2.2　自组装非球形纳米结构　55
4.3　微米尺度的自组装　58
4.3.1　酵母细胞自组装成纤维小体　58
4.3.2　磁性微珠自组装　59
4.4　分子尺度的自组装　61
4.4.1　影响自组装体系形成的因素　61
4.4.2　自组装单分子膜　62
4.5　小结　65
参考文献　65
下篇　微纳尺度新型材料
第5章　超疏水　69
5.1　超疏水材料的发展及其理论分析　69
5.1.1　自然界中的超疏水现象　69
5.1.2　超疏水基本理论与模型　71
5.2　超疏水表面的制备技术　75
5.2.1　模板法　75
5.2.2　刻蚀法　77
5.2.3　自组装法　78
5.2.4　电化学法　79
5.2.5　溶液浸泡法　80
5.2.6　超疏水表面制备技术的优缺点及发展趋势　82
5.3　超疏水材料及表面的应用领域　84
5.3.1　微流控芯片　85
5.3.2　建筑防水　87
5.3.3　纺织行业　88
5.3.4　航空领域　88
5.3.5　国防领域　89
5.3.6　流体减阻　89
5.3.7　抗腐蚀研究　90
5.4　超疏水材料的发展趋势　90
5.5　小结　91
参考文献　91
第6章　纳米孔　94
6.1　概述　94
6.2　纳米孔的种类　95
6.2.1　生物纳米孔　95
6.2.2　人工固态纳米孔　95
6.2.3　杂化纳米孔　96
6.3　纳米孔检测的原理　97
6.4　应用领域　98
6.4.1　在微流控器件方面的应用　99
6.4.2　在工业隔热领域中的应用　102
6.4.3　在防火隔热领域中的应用　102
6.4.4　在建筑保温领域中的应用　103
6.4.5　在生物分析领域中的应用　103
6.4.6　用于驱动流体的 效微泵　105
6.5　小结　106
参考文献　107
第7章　纳米颗粒　110
7.1　概述　110
7.1.1　纳米颗粒的性质　111
7.1.2　金纳米颗粒 有的特性　112
7.1.3　量子点简介及分类　113
7.2　金属纳米颗粒的合成制备　116
7.2.1　纳米颗粒制备背景　116
7.2.2　纳米颗粒微流控制备　117
7.3　量子点合成　120
7.3.1　量子点制备背景　120
7.3.2　微流控合成量子点原理　121
7.3.3　微流控合成量子点实验　122
7.4　应用　125
7.4.1　金纳米颗粒的应用　125
7.4.2　量子点的生物医学应用　128
7.5　小结　132
参考文献　133
第8章　压电材料　136
8.1　基础理论　136
8.1.1　压电效应　136
8.1.2　压电材料分类　137
8.2　压电材料的制备　140
8.2.1　压电薄膜沉积　141
8.2.2　CMOS兼容薄膜沉积　141
8.2.3　压电厚膜制备　142
8.3　压电结构微流控集成化　143
8.3.1　研究现状　143
8.3.2　微流体控制功能部件的集成化　146
8.4　压电结构的应用　148
8.4.1　压电材料在电气传感器件工程中的应用　148
8.4.2　压电泵在微流控方面的应用　153
8.4.3　压电材料在其他领域的应用　153
8.5　小结　154
参考文献　154
第9章　光学超构材料　158
9.1　光学超构材料简介　158
9.2　厄米性与非厄米性超构材料　160
9.2.1　厄米性系统—梯度超构材料　160
9.2.2　厄米性系统—零折射率超构材料　161
9.2.3　非厄米性系统—PT对称超构材料　161
9.2.4　非厄米性系统—共轭超构材料　162
9.3　光学超结构的制备与加工　163
9.3.1　电子束刻蚀　163
9.3.2　聚焦离子束刻蚀　163
9.3.3　激光直写加工　164
9.3.4　掩模光刻加工　164
9.3.5　其他新兴加工方法　165
9.4　光学超结构应用　166
9.4.1　基于超构表面的量子态 控　166
9.4.2　基于微机电系统的结构重构型可调谐光学超构材料　168
9.5　小结　170
参考文献　170
第10章　二维结构　173
10.1　二维结构材料简介　173
10.2　常见二维材料　176
10.2.1　石墨烯　176
10.2.2　二硫化钼　180
10.3　制备工艺　183
10.3.1　减薄法　183
10.3.2　组装合成法　185
10.4　应用　187
10.4.1　石墨烯的应用　187
10.4.2　硅烯的应用　187
10.4.3　磷烯的应用　188
10.4.4　M enes的应用　189
10.4.5　MoS2的应用　189
10.5　小结　191
参考文献　191
第11章　未来展望　194