微通道中納米顆粒的輸運、沉積和吸附研究

《微通道中納米顆粒的輸運、沉積和吸附研究》是依託上海大學，由周哲瑋擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：微通道中納米顆粒的輸運、沉積和吸附研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：周哲瑋
• 依託單位：上海大學

中文摘要

隨著納米科技的發展，微通道中納米顆粒的輸運、沉積和吸附問題已開始引起廣泛的關注, 其套用遍布於能源、環境、健康和高新技術領域之中。 當微通道尺度小到一定程度時, 流動特徵尺度與氣體分子自由程數量級靠近（對於理想氣體大約為70納米）,或液體受限空間接近分子尺度（對於水大約5納米），表面積與體積之比很大,界面效應、分子之間的相互作用等微觀性質已對整體流動性質產生不可忽略的影響。納米顆粒的輸運和動力學特性也與大尺度的顆粒有很大的不同。分子動力學模擬是研究流動微觀性質的有力工具，但是距離實際問題和實驗結果的尺度還有很大的距離。 本項目關注的微通道尺度從幾十納米到一百納米，納米顆粒直徑從幾納米到幾十納米，屬於介觀尺度的問題。本項目將通過粗粒化方法，較好地實現分子動力學模擬與介觀DPD方法的銜接，實現對微通道中納米顆粒的輸運、沉積和吸附的多尺度模擬，並為進一步與巨觀問題（尺度在微米量級）的銜接提供借鑑

結題摘要

本項目通過粗粒化方法，實現分子動力學模擬與介觀DPD 方法的銜接， 以較高效率實現對微通道中納米顆粒的輸運、沉積和吸附的多尺度模擬，正確反映微觀效應對整體流動的影響。探索在微觀模擬基礎上粗粒化、 並與微觀信息有較直接聯繫的介觀模擬方法，並為進一步與巨觀問題（通道尺度達到幾十微米）的銜接提供借鑑。 通過對液氬和LJ流體平面Poiseuille 流的模擬，將介觀耗散粒子動力學模擬結果與中子散射實驗的結果及微觀分子動力學模擬聯繫起來，得到了比較完整的模擬結果，為檢驗各種尺度的數值模擬方法提供了較為詳細可靠的依據。系統地討論了微觀和介觀模擬方法中各種參數和物理性質模擬的影響，給今後工作打下了較好的基礎。與此同時，通過由巨觀變數確定耗散粒子動力學作用力參數的方法將介觀模擬方法與巨觀現象相聯繫，研究了納米顆粒的懸浮、沉降等規律。