纳米通道中的电荷输运：一种分子理论
介观与纳米尺度物理
2012-09-13 v1 化学物理
计算物理
摘要
我们引入了一种理论和数值方法来研究极端受限条件下带电流体混合物的流动。我们将电解质溶液建模为三元混合物，包含两种带相反电荷的离子物种和第三种不带电组分。这种微观方法基于动理学理论且完全自洽。它允许确定构型性质，如靠近限制壁的层状结构，以及流动性质。我们表明，在适当的假设下，该方法能够重现用于描述电动现象的现象学方程，而无需引入本构方程来确定通量。此外，我们对任意形状和纳米级粗糙度的通道进行了建模，这些特征对这些系统的输运性质具有重要影响。数值模拟是通过使用格子 Boltzmann 方法求解每种粒子的单粒子相空间分布的演化动力学获得的，适用于直通道和楔形通道中的流动。结果展示了微观密度、速度剖面以及体积流量和电荷流量。结果显示在分子水平上出现了显著偏离电中性的现象。
引用
@article{arxiv.1209.2500,
title = {Charge transport in nanochannels: a molecular theory},
author = {Umberto Marini Bettolo Marconi and Simone Melchionna},
journal= {arXiv preprint arXiv:1209.2500},
year = {2012}
}