804 / 2022-07-04 16:01:47

范德华界面滑移的半透明性及温度相关性

范德华界面滑移对微纳尺度的流体流动和输运行为具有显著影响，其不仅对于流体力学与表界面力学理论研究具有重要科学意义，还在包括润滑、芯片传热、微流控、油气开采等领域具有重要应用价值。但目前，范德华固液界面滑移的影响因素与作用机制仍不够明确，相关实验研究工作较少。本文针对范德华界面滑移研究中的一些共性问题，从实验上系统地研究了具有不同性质的范德华界面的滑移行为，并揭示了这些行为背后的机制。本文实验测量了水在单层和少层石墨烯表面的滑移长度，发现了石墨烯表面滑移长度的半透明性现象，并给出了对应的理论机制，发现滑移长度的半透明性进一步地可能和固液界面的吸附能、能垒半透明性有关。此外，我们测量了水及电解质溶液滑移长度的温度相关性，发现液体内部剪切能垒与固液界面能垒之间的差值决定了滑移长度温度单调性增减，并证明了界面滑移是一个率过程。这些研究及结果一方面深化了人们对于界面滑移、表界面力学的理解，促进了人们对微纳尺度流体流动系统的设计，同时也为界面滑移在润滑、芯片散热、纳流电路器件等领域的应用中提供了指导。