納尺度通道中受限流體流變特性研究.pdf

1、隨著機械系統(tǒng)的微小化,納通道中受限流體的流變特性成為關(guān)鍵問題之一.文章中闡述了納尺度中流體流變特性的研究進展,介紹了分子動力學(xué)模擬基本原理以及詳細的模擬步驟,并對并行計算方法進行了介紹?？紤]分子、原子間的作用勢。改進了物理模型。在此基礎(chǔ)上運用分子動力學(xué)模擬方法,討論了在不同表面電荷密度和納米通道高度下的流體分布和流變特性。
　　 本文建立了一種兩端帶有緩沖液池的納米通道的分子動力學(xué)模型,相比于以前的模型,主要改進了以下幾個方面,

2、首先,受限通道壁面硅原子始終保持熱運動,這與實際情況符合。其次,兩端帶有緩沖液池,改變表面電荷密度和上壁面向下運動過程中都置換緩沖液池,保持緩沖液池中濃度不變。模型仿真了當(dāng)納米通道有熱運動時不同表面電荷密度下通道中的水分子和反號離子Na+的分布。結(jié)果表明,通道中的帶電表面引起雙電層(EDL)域內(nèi)反號離子的富集,隨著表面電荷密度的增加,壁面帶電硅原子熱運動對通道中的水分子和Na+分布的影響不可忽略,導(dǎo)致了吸附峰峰值減小,第一個水合峰峰值增

3、大,Na+波峰分布遠離壁面且峰值增大；考慮通道中的上硅板向下移動時EDL域與外界有離子交換后,EDL域中的電中性受到破壞,對外顯示電性取決于表面電荷的特性,以前模型中的電中性假設(shè)有待商榷:由于尺度效應(yīng),隨著通道高度減小,通道中水的密度小于常態(tài)下的值.
　　 采用分子動力學(xué)模擬方法,建立了更加符合工程實際應(yīng)用的“Bulk-Nanochannel-Bulk”納米通道模型,進一步研究了納尺度流體的水合半徑以及受限區(qū)域的粘度。結(jié)果表明,