微米级固体颗粒粘附与清除力学的研究

围绕微米级固体颗粒粘附与清除力学的内涵，开展关于单体微颗粒粘附的复合力建模、群体微颗粒团聚体系的复合力建模、微颗粒粘附和团聚显微力学测定方法、微颗粒粘附影响因素重要度顺序判定及其对粘附力学模型的修正、微颗粒粘附清除的动力学分析、微颗粒粘附与清除的动力学仿真等研究。解决固体微颗粒粘附复合力的建模、微颗粒粘附影响因素的定量表达方法等关键科学问题。建立考虑固体微颗粒粘附物质性能、几何要素、环境因子等因素的力学表达数学模型，定量表征固体微颗粒与表面和微颗粒与微颗粒之间的作用机制，确立固体微颗粒团聚粘附的破坏准则。为粉尘污染控制和清洁表面清除微颗粒粘附等领域的新材料、新方法和新技术开发奠定理论基础。

本课题的主要研究内容和成果如下：从物理化学等多视角出发，系统研究并查清了表面黏附微颗粒的机理和机制；建立了多种微颗粒与固体表面黏附的复合力学模型，并给出了具体的数学计算表达式；建立了微颗粒黏附力测试的空气动力学模型；对描述微颗粒的各种力学模型进行可视化表达，并比较了不同作用力之间的大小和重要度顺序；设计了一组测定大气粉尘沉积和黏附的实验方法和装置；对纸币黏附细菌和树叶黏附粉尘的微观形态进行研究；通过研究空气中呼吸性粉尘受力作用与沉降实验，发现了大气参数、微颗粒形态、尺度、沉积时间、沉积量等因素之间的关系和物理化学结团规律；对小轿车漆面黏附粉尘进行空气动力学实验；实验研究硫化矿粉尘与湿润剂的耦合性；发明了一组粉尘湿润剂新配方；发明了一组适用于玻璃、瓷砖、漆面等物质表面的防尘保洁化学试剂配方；提出了一系列实现固体表面防尘保洁的新思路；等等。微颗粒黏附与清除是矛盾的统一，查清了微颗粒黏附的机理和机制，就可以为预防微颗粒黏附和有效清除提供理论支持和技术方法，进而为保洁技术创新提供途径；同样，在需要强化微颗粒黏附的能力的应用领域，如印刷行业等，也为提高微颗粒黏附强度提供方法和途径。因此，对微颗粒黏附与清除的研究意义重大。