纳米尺度交替电流电动力学流动的分子水平机制研究
软凝聚态物质
2026-03-24 v2 介观与纳米尺度物理
计算物理
流体动力学
摘要
本研究利用分子动力学模拟，探讨了在高频条件下纳米孔道中交替电流电动力学（AC-EHD）流动的分子水平机制。使用含金-氯化钠体系的对称和非对称电极配置，用于分析在高频交替电压下的流动模式。我们的发现表明，电极附近发生局部热量生成，导致温度梯度急剧变化。序参数组合分析表明，热量生成是由于在交替电压作用下水分子定向定期变化所致。在这种高频条件下，Na 和 Cl 离子的影响可以忽略不计。发现热量生成和温度梯度随应用交替电压频率的增加而增大。研究了三种不同的电极配置，通过改变电极的大小和距离。在非对称电极结构中会发展出净方向流动。通过分析速度轮廓、温度轮廓、序参数组合、流线图和均方位移，提出了一种可能的机制。识别出了液体受到的不同影响，包括与温度梯度、温度相关的流体性质以及非均匀电场相关的影响。非对称电极结构在这些影响方面产生了不平衡，从而产生了净方向流动。这些发现表明存在一种在频率范围高于传统电渗流和电热机制的纳米尺度AC-EHD流动形式，与这些机制不同，此类流动独立于离子浓度。因此，本工作为在精确流体操控至关重要的纳米尺度系统中优化AC-EHD流动提供了见解。
引用
@article{arxiv.2510.21754,
title = {Study of the Molecular Level Mechanism of Nanoscale Alternating Current Electrohydrodynamic Flow},
author = {Sobin Alosious and Fiach Antaw and Matt Trau and Shern R. Tee and Debra J. Searles},
journal= {arXiv preprint arXiv:2510.21754},
year = {2026}
}
备注
29 pages, 11 figures