复合结构纳米通道内溶质浓度梯度驱动的剪切流

剪切流在工业生产及科学研究中有着重要作用.宏观上实现剪切流的方法依赖于机械运动部件以带动流体流动.而在微纳尺度,机械运动部件将会降低系统的稳定性,增加组装成本,不利于系统的微型化.本文提出了一种具有复合结构的纳米通道,通过调控纳米通道上下壁面与流体粒子及溶质粒子间的相互作用,实现了由溶质的浓度梯度控制的剪切流.研究表明,剪切流实现的物理机制在于扩散渗透原理:当溶质与壁面的相互作用强度大于溶剂与壁面间的相互作用,溶质被壁面吸附,流体由高溶质浓度区域流向低浓度;反之,溶质被壁面排斥,流体由低溶质浓度区域流向高浓度.通过调控溶质和溶剂与壁面间相互作用的差异及溶质的浓度梯度,可对纳米通道内剪切流的方向及大小进行精确控制.