1. 本选题研究的目的及意义

人工纤毛作为一种仿生微纳结构，在微流体操控、传感检测、物质输运等领域展现出巨大应用潜力。

本选题旨在结合磁性材料的光学特性和微纳米加工技术，设计并制备一种新型磁驱光子链人工纤毛阵列，并对其货物输运和原位传感性能进行深入研究，以期为微流控芯片、生物医学检测、软体机器人等领域提供新的思路和方法。

1. 研究目的

2. 本选题国内外研究状况综述

近年来，国内外学者在人工纤毛领域开展了大量研究。

1. 国内研究现状

国内学者在人工纤毛领域的研究起步较晚，但发展迅速。

3. 本选题研究的主要内容及写作提纲

本研究将针对磁驱光子链人工纤毛阵列的货物输运和原位传感性能开展以下几方面研究：1.磁驱光子链人工纤毛的设计与制备：设计制备出结构稳定、驱动可控的磁驱光子链人工纤毛阵列，并对其形貌、磁学和光学特性进行表征。

2.磁驱光子链人工纤毛阵列货物输运性能研究：系统研究不同驱动磁场参数、货物特性对货物输运性能的影响规律，优化其货物输运效率。

3.磁驱光子链人工纤毛阵列原位传感性能研究：探索基于磁驱光子链人工纤毛阵列的原位传感机制，并研究其对不同货物类型、尺寸等信息的实时监测能力。

4. 研究的方法与步骤

本研究将采用理论分析、数值模拟和实验验证相结合的研究方法。

1.理论分析：基于流体力学和磁学基本理论，建立磁驱光子链人工纤毛阵列的运动模型，分析其在不同磁场驱动下的运动规律和力学特性。

2.数值模拟：利用有限元分析软件（comsol）对磁驱光子链人工纤毛阵列的运动和货物输运过程进行数值模拟，研究不同参数对系统性能的影响。

5. 研究的创新点

本研究的创新点在于：1.首次提出将磁驱光子链结构应用于人工纤毛阵列的设计，结合磁性和光学特性，实现对人工纤毛的驱动和传感功能的集成。

2.系统研究磁驱光子链人工纤毛阵列的货物输运性能，揭示其在不同驱动磁场参数、货物特性下的运动规律和输运机制。

3.探索基于磁驱光子链人工纤毛阵列的原位传感机制，实现对货物信息的实时监测，为微流控芯片、生物医学检测等领域提供新的技术手段。

6. 计划与进度安排

第一阶段 （2024.12~2024.1）确认选题，了解毕业论文的相关步骤。

第二阶段（2024.1~2024.2）查询阅读相关文献，列出提纲

第三阶段（2024.2~2024.3）查询资料，学习相关论文

7. 参考文献（20个中文5个英文）

1. 陈嘉，张立宪，任露泉. 微纳米机器人集群的仿生协同操控研究进展[j]. 力学进展，2022，52(1)：81-108.

2. 任玉坤，周晓溪，李威，等. 基于磁驱动的人工纤毛研究进展[j]. 功能材料，2021，52(12)：12027-12037.

3. 周游，刘源，李志远，等. 基于磁性纳米材料的微纳米机器及其生物医学应用[j]. 无机材料学报，2019，34(1)：1-14.