2D 类液体流体的粘度原子机制

层剪切粘度在从重离子碰撞到生物过程的流体动力学中发挥着基本作用。然而，其在单个粒子动力学水平上的微观机制仍是持续研究的课题，尤其是在密集系统中。本文系统性地研究了二维 (2D) 简单流体的层剪切粘度 ($\eta$)，使用 Lennard-Jones、Yukawa 和单组分等离子体系统的计算机模拟。通过结合由固体样准谐振动中断的温度激活跳跃构成的 Frenkel 液体描述，以及局部原子连通性寿命 $\tau_{LC}$ 的概念，我们发现一种惊人的简单公式用于计算运动粘度，其仅由 $\tau_{LC}$ 和平均粒子速度 $\bar{v}_p$ 决定。导出的解析表达式提供了宏观动力学与微观动力学之间的直接联系，在所有所考察的 2D 流体中密集液体样 regimes 中均与模拟数据高度一致。此外，发现 $\tau_{LC}$ 在 2D 流体中由偶然对偶关联函数第一个峰和谷之间的有效势差决定，这表明宏观剪切传输与微观结构之间存在直接联系。最后，我们演示特征长度尺度 $l_p= \bar{v}_p \tau_{LC}$，其支配宏观剪切粘度的尺度，与定义液体中集体剪切波传播限制的弹性长度尺度一致。这些发现表明，2D 流体的剪切粘度源于在弹性长度尺度上平均粒子动量的扩散传输。此外，它们指出，剪切动力学基本上由原子连通性网络中局部构成性激发所支配。