无外能供给下液滴在梯度刷表面的单向推进
流体动力学
2023-03-07 v1 软凝聚态物质
摘要
利用对粗粒化模型的大量分子动力学模拟，我们证明了当液滴置于沿某方向具有刚度梯度的聚合物刷基底上时，可在无外能供给的情况下实现持续的单向运动（刚度趋性）。所研究的特定基底设计中决定刚度趋性效率的关键参数为刷的接枝密度和液滴对刷表面的粘附力，而刚度梯度强度、液滴粘度或刷的聚合物链长度对该过程仅具微小影响。研究表明，该刚度趋性运动由液滴与刷之间界面能随液滴从较软区域移至较硬区域而稳步增加所驱动，且平均驱动力随刷表面粗糙度降低而逐渐减小。我们预期我们的发现指出了无外能供给的纳米尺度运动领域的更多可能性。
引用
@article{arxiv.2303.02652,
title = {Unidirectional Droplet Propulsion onto Gradient Brushes without External Energy Supply},
author = {Russell Kajouri and Panagiotis E. Theodorakis and Piotr Deuar and Rachid Bennacer and Jan Židek and Sergei A. Egorov and Andrey Milchev},
journal= {arXiv preprint arXiv:2303.02652},
year = {2023}
}