納米尺度液體薄膜潤濕過程的分子動力學(xué)模擬.pdf

1、液體薄膜的流動在自然界中大量存在，在材料、化工、微電子等領(lǐng)域也有廣泛的應(yīng)用。隨著微納米制造技術(shù)的發(fā)展，電濕潤的研究在電化學(xué)細(xì)胞、納米流體設(shè)備、生物膜的離子通道等領(lǐng)域也變得越來越重要。本文用分子動力學(xué)模擬對納米尺度薄膜的破裂和潤濕過程，以及表面潤濕性和外加電場的重要影響進行了研究。 本文分別從宏觀和微觀角度分別對納米尺度液體薄膜的破裂和潤濕過程的研究進展進行了論述，介紹了經(jīng)典的分子動力學(xué)模擬理論和技術(shù)。在此基礎(chǔ)上，建立了石墨平板上

2、液滴和納米尺度水分子薄膜的物理模型，討論了固體和液體分子間相互作用對薄膜破裂的影響。結(jié)果證實盡管固液分子的相互作用對破裂初期的線性失穩(wěn)階段影響不大，但它有助于加強固體表面的親水性，從而延遲薄膜破裂的時間，降低薄膜邊緣后退時的動態(tài)接觸角。當(dāng)固液分子的相互作用較強時，固體表面附近的液體密度也相應(yīng)較高。通過分析得到的流場瞬時流線，我們發(fā)現(xiàn)由于固體和液體分子間的排斥力，破裂點附近的流體垂直向上運動，從而在可以觀察到薄膜邊緣凸起和后退的宏觀運動。