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亚纳米尺度界面hydrodynamics:界面粘性与表面摩擦的相互作用

软凝聚态物质 2025-10-07 v1 介观与纳米尺度物理 化学物理 流体动力学

摘要

为了对纳米流体系统进行准确描述,必须考虑液体在亚纳米尺度表面上的传输属性,此时经典hydrodynamics由于表面-液体相互作用的有限作用范围以及局部黏性的改变而失效。我们展示了如何通过广义、位置依赖的表面摩擦和界面粘性轮廓来进行建模,这使得能够使用斯托克斯方程对界面流进行准确描述。这些轮廓从水在极性、非极性、氟化和未氟化烷基和醇类自组装单层膜(SAM)上的非平衡分子动力学模拟中提取,这些表面具有广泛的润湿特性。揭示了诺维尔摩擦系数、界面粘性过量以及耗尽长度之间的幂律关系,而这些参数均以粘合功为指数函数。我们的框架为描述具有电动力学、生物力学和纳米流体学意义的界面亚纳米流体流提供了基础。

关键词

引用

@article{arxiv.2508.20104,
  title  = {Sub-Nanometer Interfacial Hydrodynamics: The Interplay of Interfacial Viscosity and Surface Friction},
  author = {Shane R. Carlson and Roland R. Netz},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2508.20104},
  year   = {2025}
}

备注

31 Pages, 19 Figures, Submitted to Nano Letters on July 31, 2025