摘要：微粒子的电动旋转操控是表征分散系中微粒子介电特性的有效方法.低雷诺数微系统中,以Maxwell-Wagner极化理论为基础,进行了转矩作用下的微粒子电动旋转机理研究,推导了此机理作用下微粒子电动旋转峰值速度所对应的特征频率,分析了弛豫时间对粒子旋转方向的影响,对转矩作用下的微粒子电动旋转速度进行仿真;以双电层理论为基础,对电渗流导致的微粒子电动旋转机理进行定性分析,提出具有金修饰的粒子表面更适合电渗流作用下的电动旋转研究.分别以羧基修饰的聚苯乙烯微球以及表面被金修饰的聚苯乙烯微球为操控对象,进行电动旋转实验研究.结果表明,羧基修饰的聚苯乙烯微球电动旋转方向与电场相反,其速度峰值对应频率较高,转矩起主导作用;而表面被金修饰的聚苯乙烯微球电动旋转方向与电场相同,其速度峰值对应频率较低,电渗流起主导作用.

关键词：微系统 电动旋转 转矩 电渗流 

单位：哈尔滨工业大学机电工程学院 哈尔滨150001 浙江大学流体传动及控制国家重点实验室 杭州310027