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《电润湿作用下水在石墨烯表面流动的边界滑移及界面摩擦.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。
1、第28卷摇第6期新摇型摇炭摇材摇料Vol.28摇No.6摇摇2013年12月NEWCARBONMATERIALSDec.2013文章编号:摇1007鄄8827(2013)06鄄0475鄄05电润湿作用下水在石墨烯表面流动的边界滑移及界面摩擦1,2,331,231,21张忠强,摇叶宏飞,摇程广贵,摇郑勇刚,摇丁建宁,摇凌智勇(1.江苏大学微纳米科学技术中心,江苏镇江212013;2.江苏省太阳能电池材料与技术重点实验室,江苏常州213164;3.大连理工大学工业装备结构分析国家重点实验室,辽宁大连116023)摘摇要:摇采
2、用分子动力学方法结合流体边界滑移理论对电润湿作用下水在石墨烯表面流动的边界滑移及摩擦特性进行数值模拟和理论分析。采用石墨烯鄄水Couette剪切模型,获取电润湿作用下和不带电情况下的剪切速率轮廓、石墨烯表面的剪切应力、边界滑移速率、滑移长度及界面摩擦系数,着重研究界面滑移长度和界面摩擦系数与剪切应变率之间的变化。结果表明:当剪切应变率超过临界剪切应变率时,滑移长度迅速增加,且电润湿作用下的临界剪切应变率明显高于不带电情况下的临界剪切应变率,而界面摩擦系数随着剪切应变率的增大而减小;石墨烯电润湿作用明显增强了石墨烯鄄水界面
3、的摩擦。无论在电润湿作用下还是不带电情况下,石墨烯鄄水Couette模型中水的黏性系数与剪切应变率无关。关键词:摇石墨烯;电润湿;水;边界滑移;界面摩擦+中图分类号:摇TQ127.11文献标识码:摇A收稿日期:2013鄄05鄄15;摇修回日期:2013鄄12鄄01基金项目:国家自然科学基金(11102074,51005103,11302037,11272003);江苏省自然科学基金(BK2011463);中国博士后基金(2011M501169)及特别资助(2013T60503);江苏大学高级专业人才启动基金(11JDG0
4、24).作者简介:张忠强,博士,副教授,硕士生导师.E鄄mail:zhangzq@mail.ujs.edu.cnBoundaryslipandinterfacialfrictionpropertiesofconfined鄄waterflowongrapheneunderelectrowetting1,2,331,2ZHANGZhong鄄qiang,摇YEHong鄄fei,摇CHENGGuang鄄gui,31,21摇ZHENGYong鄄gang,摇DINGJian鄄ning,摇LINGZhi鄄yong(1.Micro/Na
5、noScienceandTechnologyCenter,JiangsuUniversity,JiangsuZhenjiang212013,China;2.JiangsuKeyLaboratoryofSolarMaterials,JiangsuChangzhou213164,China;3.StateKeyLaboratoryofStructuralAnalysisforIndustrialEquipment,DepartmentofEngineeringMechanics,DalianUniversityofTechn
6、ology,Dalian116024,China)Abstract:摇Theboundaryslipandinterfacialfrictionpropertiesofconfined鄄waterflowontwoparallelsingle鄄layergraphenesheetswithaseparationof6nmunderelectrowettingconditionswereinvestigatedbymoleculardynamicssimulationandboundaryslipthe鄄ory.Forbo
7、thelectrowettedandunchargedgraphenes,theflowvelocityprofilesperpendiculartotheflowdirection,shearstress,boundaryslipvelocity,sliplengthandinterfacialfrictioncoefficientwereobtainedwithagraphene鄄waterCouetteflowmodel.Re鄄sultsshowthatthesliplengthincreasesabruptlyw
8、hentheshearrateisaboveacriticalvalue.Thecriticalshearrateintheelec鄄trowettedgraphenesisobviouslylargerthanthatinunchargedones.Theinterfacialfrictioncoefficient
