狭隙微通道中带可动墙的电渗流润滑

我们构建了一个用于软微流体、仿生感知和能源收集的模型，描述狭隙微通道中带可动下墙的电渗流润滑。该模型将受全局约束电场下的电渗流分离驱动与压力驱动润滑及弹性墙变形耦合，墙变形建模为夹紧的 Kirchhoff-Love 板。通过将静电双层排斥和 van der Waals 吸引相结合的扩展 Derjaguin-Landau-Verwey-Overbeek 框架，加入了短程分子应力，使我们能够探讨分子力、墙变形和电渗流之间非线性耦合作用。流动由六个无量纲参数控制：墙刚度、几何曲率、静电和 van der Waals 强度、比例 Debye 长度以及 Dukhin 数。渐近分析阐明了这些参数在极限情形中的作用。在刚墙极限下，电渗流分离作为压力驱动流的均匀偏移。完全耦合的谱 collocation 仿真确认了渐近预测，捕捉了压力、变形和分子应力之间的非线性反馈。出现三种 regime：刚墙 regime(变形可忽略)、变形受限 regime(弹性狭窄显著抑制流量)以及受排斥限制的 regime(DLVO 力限制墙变形，防止坍缩)。这些结果表明，弹性性、几何形状和分子力共同调节电渗润滑，为在纳米约束下运行的可调电动力学通道提供了设计比例规律。