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-新型炭材料.PDF

第28卷摇 第6期 新摇 型摇 炭摇 材摇 料 Vol.28摇 No.6 摇 2013年 12月 NEW CARBON MATERIALS Dec. 2013 摇 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 1,2,3 3 1,2 3 1,2 1 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 TQ127.1 1 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5100510311272003);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(11JDG024). 作者简介:张忠强,博士,副教授,硕士生导师. E鄄mail:zhangzq@mail.ujs.edu.cn Boundary slip and interfacial friction properties of confined鄄water flow on graphene under electrowetting 1,2,3 3 1,2 ZHANG Zhong鄄qiang ,摇 YE Hong鄄fei ,摇 CHENG Guang鄄gui , 3 1,2 1 摇 ZHENG Yong鄄gang ,摇 DING Jian鄄ning ,摇 LING Zhi鄄yong (1. Micro/ Nano Science and Technology Center,Jiangsu University,Jiangsu Zhenjiang 212013,China; 2. JiangsuKey Laboratory of Sola