粗糙通道中纳米级前驱体薄膜的流体动力学模拟

我们报告了在有无障碍物的纳米通道中高润湿流体毛细填充的模拟结果。我们使用了原子尺度（分子动力学）和流体动力学（格子玻尔兹曼）方法，这些方法清晰地指出了在主毛细前沿前方移动的薄前驱体薄膜的形成。发现前驱体薄膜的动力学遵循与主毛细前沿相同的平方根定律，即z^2(t) ~ t，尽管其前置因子更大，并且我们发现在所考察的不同几何结构（二维-三维）中该前置因子取值相同。两种方法显示出定量一致性，表明薄前驱体的形成和传播可以在介观/流体动力学层面进行处理。这可以视为对格子玻尔兹曼（LB）方法的验证，并开启了使用流体动力学方法探索具有直接实验相关性的时空尺度和复杂几何结构的可能性。随后，我们使用LB方法研究了当前驱体薄膜遇到方形障碍物时纳米通道中的流体行为。进行了完整的参数分析，结果表明薄膜前驱体可能对纳米通道涂层策略的效率产生重要影响。