纳米通道内液体流动的滑移现象!-物理学报.PDF

第 卷 第 期 年 月 物 理 学 报 ’’ # ##* # ， ， ， R42 )’’ D4 ) # S3845J ##* （ ） ###.,+#C##*C’’ # C’,#’.#* MHFM NOPBQHM BQDQHM !##* H1: ) N69 ) B43 ) 纳米通道内液体流动的滑移现象! ! 曹炳阳 陈 民 过增元 （清华大学工程力学系，北京 ###$% ） （ 年 月 日收到； 年 月 日收到修改稿） ##’ ( ’ ##’ ( 采用分子动力学模拟方法研究了液态氩在铂纳米通道内的流动，通过改变流体和壁面之间的势能作用获得了 流体和通道表面之间浸润性质不同时的滑移现象 研究发现：液体分子在亲水性通道表面附近呈类固体性质，数 ) 密度和有序性较大，而在疏水性表面附近的平均数密度降低，形成一个低密度层；液体流动在固体表面的速度滑移 随着液体与表面势能作用的增强而减小，当液体和表面的浸润性不同时可以发生滑移、表观无滑移和负滑移现象； 液体在固体表面的表观滑移是液体在固体表面的速度滑移、粘附和流体内部滑移的综合作用的结果) 关键词：纳米尺度流动，速度滑移，浸润性，分子动力学模拟 ： ， ， !## %(*# %(+# #,%# 间的作用模型为基础，不引入常规假设，在探索纳米 @ 引 言 尺度下的物理现象方面具有独到的优势，进入# 世 纪 年代以来被用于探索纳米尺度的流体力学问 (# ［ ］ 近十几年来，自然科学和工程技术发展的一个 # 题) F4/G94: 等 采用分子动力学模拟方法研究了 重要趋势是朝微型化和纳米化迈进，微纳电子机械 两种不混合流体在纳米通道内的H4=88 流动，发现 系统（ ）将现代科学与技术真正推进到 A-ABCD-AB 无滑移边界条件在接触线附近不成立) F4/G94: 纳米尺度领域，并在工业、生物工程及信息技术等领 ［ ］ 等 后来的模拟揭示了滑移长度随速度剪切率的 域获得了广泛的应用，因而迫切需要弄清纳米尺度 关系，并获得了从线性到非线性过渡的临界速度剪 ［— ］ 条件下的流体流动规律 % ) 在常规尺度条件下， ［