Janus棒状纳米颗粒转动与平动扩散的分子动力学模拟
软凝聚态物质
2017-07-31 v1 流体动力学
摘要
使用分子动力学（MD）模拟研究了Janus棒状纳米颗粒在稠密伦纳德-琼斯（Lennard-Jones）流体中的扩散。Janus颗粒被建模为刚性圆柱体，其两半侧的原子与流体分子具有不同的相互作用能，从而包含润湿和非润湿表面。我们发现，对于润湿性对比更高的Janus颗粒，其转动和平动扩散系数均更大，且这些值介于均匀润湿和均匀非润湿颗粒两个极限情况之间。研究还表明，尽管MD模拟中存在颗粒表面的有限滑移，但均匀润湿颗粒沿其长轴平行和垂直的位移扩散系数值与解析预测吻合良好。进一步证明，Janus颗粒的扩散明显不同于均匀颗粒；即，Janus颗粒优先旋转并将其非润湿侧沿位移矢量方向取向以减少阻力。这种平动与转动之间的关联与之前关于具有不同润湿性两半球的球形Janus颗粒扩散动力学的结果一致。
引用
@article{arxiv.1704.05033,
title = {Molecular dynamics simulations of the rotational and translational diffusion of a Janus rod-shaped nanoparticle},
author = {Ali Kharazmi and Nikolai V. Priezjev},
journal= {arXiv preprint arXiv:1704.05033},
year = {2017}
}
备注
27 pages, 9 figures