中新网合肥11月23日电(记者 吴兰)我国学者在纳米通道气体输运的理论研讨方面获得新进展,提出一种普适理论模型。世界闻名学术期刊《天然-通讯》(Nature Communications)日前刊发该项效果。
记者23日从我国科学技能大学得悉,该校工程科学学院近代力学系、我国科学院资料力学行为和规划要点试验室教授王奉超研讨团队,提出普适的Knudsen理论模型,适用于一种定量描绘纳米通道内的气体流量。
纳米通道中气体输运,不仅在天然界中广泛存在,并且在膜分离、纳米催化、页岩气挖掘等工业进程中发挥着要害作用。
Knudsen理论的推导根据一个要害假定:气体分子在通道壁面上产生漫反射。但是,跟着新资料的呈现和观测技能的前进,试验研讨之后发现在某些特定壁面上,尤其是原子级的润滑资料外表,气体分子更倾向于产生镜面反射。这种镜面反射现象导致经过纳米通道的气体流量显着高于Knudsen理论猜测值。Smoluchowski给出的批改模型尽管企图谐和不同粗糙度的固体壁面,但在关于石墨烯等原子级润滑壁面,其猜测成果会发散至无穷大,与实践严峻不符。因而,从头批改Knudsen理论以适用于更广泛的通道壁面,尤其是精确定量描绘原子级润滑壁面通道内的气体流量至关重要。
王奉超团队剖析指出,该模型在处理润滑壁面通道时理论值发散的原因。不同于前人重视镜面反射对气体流量的增强效应,王奉超等人立异性地提出镜面反射削减气体耗散流量的研讨思路。在此基础上,推导出了普适的Knudsen理论模型。
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