基于非平衡分子动力学计算带电纳米颗粒的流体动力学半径
软凝聚态物质
2020-02-03 v1 统计力学
摘要
我们利用非平衡分子动力学模拟了原子尺度描述的带电纳米颗粒周围水分子的流动。这些非平衡模拟使我们能够计算纳米颗粒的摩擦系数，进而推导其流体动力学半径。由于流场对称性低，温度控制并非易事，我们比较了两种不同的对模拟盒子进行恒温的策略。我们表明两者都能对系统温度实现恰当控制。为推导纳米颗粒的流体动力学半径，我们采用了部分恒温法，其利用了流场的柱对称性，即仅对远离纳米颗粒的模拟盒子的一部分进行恒温。我们通过使用 Hasimoto (J. Fluid. Mech. {\bf 1959}, {\it 5}, 317-328) 关于周期性立方球阵列中摩擦力的结果，考虑了纳米颗粒的有限浓度。我们聚焦于多金属氧酸盐离子这一无机带电纳米颗粒的情形。结果表明，在给定原子级纳米颗粒结构下，流体动力学半径随纳米颗粒电荷显著增加，这一现象此前尚未通过分子动力学定量刻画。外加盐的存在仅轻微改变流体动力学半径。
引用
@article{arxiv.1805.03478,
title = {Computation of the Hydrodynamic Radius of Charged Nanoparticles from Non-equilibrium Molecular Dynamics},
author = {Lisa B. Weiss and Vincent Dahirel and Virginie Marry and Marie Jardat},
journal= {arXiv preprint arXiv:1805.03478},
year = {2020}
}
备注
submitted to J. Phys. Chem. B