中国科大提出普适Knudsen实际模子

中国迷信技术大学工程迷信学院近代力学系
、中国中国迷信院质料力学行动以及妄想重点试验室教授王奉超钻研团队在纳米通道气体输运的提出实际钻研方面取患上新妨碍 ，提出普适的普适Knudsen实际模子，适用于定量形貌恣意壁面粗拙度的际模纳米通道内的气体流量。11月15日，中国该钻研下场宣告在《做作-通讯》上。提出

纳米通道中气体输运 ，普适不光在做作界中普遍存在 ，际模而且在膜分说 、中国纳米催化 、提出页岩气开采等工业历程中发挥着关键熏染 。普适纳米通道气体输运属于逍遥份子流形态，际模气体份子与通道壁面的中国碰撞起主导熏染
，而气体份子间的提出相互熏染可漠视不计。1909年 ，普适丹麦物理学家Martin Knudsen初次提出形貌逍遥份子流气体流量的实际模子 ，即Knudsen实际 。随后，经由波兰物理学家Marian Smoluchowski以及荷兰物理学家Pieter Clausing等人的睁开以及美满 ，Knudsen实际成为定量形貌逍遥份子流的中间机论。Knudsen实际的推导基于一个关键假如 ：气体份子在通道壁面上爆发漫反射 。

可是，随着新质料的泛起以及审核技术的后退，试验钻研发如今某些特定壁面上 ，特意是原子级的滑腻质料概况 ，气体份子更倾向于爆发镜面反射。这种镜面反射天气导致经由纳米通道的气体流量清晰高于Knudsen实际预料值。Smoluchowski给出的更正模子尽管试图调以及差距粗拙度的固体壁面，但在对于石墨烯等原子级滑腻壁面，其预料服从会发散至无穷大，与实际严正不符 。因此，重新更正Knudsen实际以适用于更普遍的通道壁面 ，特意是准判断量形貌原子级滑腻壁面通道内的气体流量，至关紧张 。

王奉超团队首先合成了Smoluchowski更正模子的规模性，并指出该模子在处置滑腻壁面通道时实际值发散的原因。差距于祖先关注镜面反射对于气体流量的增强效应，王奉超级人立异性地提出镜面反射削减气体耗散流量的钻研思绪
。在此根基上
，推导出了普适的Knudsen实际模子。

钻研职员介绍，该模子经由火子能源学模拟验证 ，证实其普遍适用于种种差距壁面粗拙度
、差距横截面形态以及尺寸的通道，为形貌逍遥份子流提供了新的实际反对于。

相关论文信息：https://doi.org/10.1038/s41467-023-43104-6