孔径尺寸对梯级蓄能纳米流控系统特性的影响研究
Journal of Molecular Science（2023）
摘要
纳米流控系统的能量吸收密度远高于传统吸能材料,构建具有梯级蓄能特性的纳米流控系统,可同时实现不同品级能量的吸收,使其应用更广泛.本文采用碳纳米管构建双管不同径及单管变径2种梯级孔道模型,研究了水分子侵入2种不同梯级孔道模型的过程,获得了使纳米流控系统形成梯级蓄能特性的临界孔径差.结果表明,当水分子侵入小孔径的渗透压小于其填满大孔径的渗透压时,纳米流控系统不展现梯级蓄能特性.多级孔道结构的变径方式影响系统各级临界渗透压,继而影响其梯级蓄能特性.单管变径纳米流控系统中,由于水分子在侵入底管的过程中氢键数目减少,顶管临界渗透压低于相应孔径的单级系统临界渗透压.本文研究结果可为构建碳纳米管多级纳米流控系统提供指导,为渗入研究多级纳米流控系统奠定基础.
更多关键词
multistage nanofluidic energy absorption system,cascade energy absorption,carbon nano-tubes,critical aperture difference,critical infiltration pressure
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