微觀通道的非平衡分子輸運(yùn)研究.pdf

1、物質(zhì)（分子）輸運(yùn)在自然界隨處可見，并被人類所認(rèn)識及利用，具體體現(xiàn)在食品、神經(jīng)元、生物聚合物、藥劑、有孔土壤及半導(dǎo)體摻雜過程等人類活動(dòng)的領(lǐng)域。經(jīng)長時(shí)間的探索，人類對物質(zhì)輸運(yùn)規(guī)律的認(rèn)識已有很大的進(jìn)展，但絕大多數(shù)的研究只注意宏觀系統(tǒng)的輸運(yùn)。對于微觀系統(tǒng)的輸運(yùn)機(jī)制，卻較少有研究者涉足。
　　因此本課題是通過構(gòu)建一維到三維的非平衡分子系統(tǒng)，并采用分子動(dòng)力學(xué)與蒙特卡洛方法相結(jié)合的方式模擬輸運(yùn)的物理過程。進(jìn)而我們基于菲克定律來探索非平衡系統(tǒng)的溫

2、度、濃度、擴(kuò)散通量、擴(kuò)散系數(shù)等參數(shù)相互影響的關(guān)系，并討論和驗(yàn)證菲克定律在非平衡分子系統(tǒng)中的適用性。以致此新研究成果可以幫助人們進(jìn)一步理解在人類不同活動(dòng)領(lǐng)域中的分子輸運(yùn)微觀機(jī)制。
　　研究成果主要包括三部分：
　　首先，在一維簡化系統(tǒng)的分子輸運(yùn)研究中，我們發(fā)現(xiàn)L-J勢的ε參數(shù)、原子質(zhì)量、環(huán)境溫度、平均濃度和輸運(yùn)長度對其輸運(yùn)擴(kuò)散行為可產(chǎn)生具有不同規(guī)律的影響過程，但L-J勢的σ參數(shù)并不產(chǎn)生影響。
　　其次，在一維過渡到三維系