具有起伏表面的微通道中电渗流的分析

研究了由外电场驱动的、通过两个起伏表面之间通道的电渗流。通道间隙非常小，与双电层厚度相当。基于由电势的泊松方程、离子浓度的能斯特-普朗克方程以及电解质溶液流动的纳维-斯托克斯方程组成的模型，进行了格子玻尔兹曼模拟。在通道宽度远小于沿通道变化的特征长度的假设下，还推导了预测流速的解析模型。将解析结果与使用格子玻尔兹曼方法获得的数值结果进行了比较。在沿通道表面电荷密度恒定的情况下，通道宽度的变化减小了电渗流，且流速小于直通道的流速。在表面电荷密度非均匀分布的情况下，即使沿通道净表面电荷为零的限制下，也会发生单向流。