热渗透的平衡与非平衡分子动力学模拟：极化石墨烯表面的增强效应
软凝聚态物质
2024-07-15 v2
摘要
通过沿液-固界面施加热梯度产生的热渗透流可用于将废热转化为电能。尽管这一现象已被认知近一个世纪，但仍迫切需要更好地理解热渗透的分子起源。在本文中，我们首先详细阐述了热渗透的多种贡献。然后，我们展示了三种使用分子动力学计算热渗透系数的方法：第一种方法基于界面焓过剩的计算和Derjaguin的理论框架；第二种方法基于使用所谓的干表面法计算界面熵过剩；第三种是一种新颖的非平衡方法，用于在周期性通道中计算热渗透系数。我们表明，这三种方法相互吻合，特别是对于光滑表面。此外，对于极化石墨烯-水界面，我们观察到热渗透响应的巨大变化，以及随着表面电荷增加流动方向的多次改变。总体而言，这项研究展示了渗透流的多样性，并呼吁对带电表面附近的热渗透行为进行实验研究。
引用
@article{arxiv.2404.01708,
title = {Equilibrium and Non-Equilibrium Molecular Dynamics Simulation of Thermo-Osmosis: Enhanced Effects on Polarized Graphene Surfaces},
author = {Mehdi Ouadfel and Samy Merabia and Yasutaka Yamaguchi and Laurent Joly},
journal= {arXiv preprint arXiv:2404.01708},
year = {2024}
}