بررسی مکانیزم جریان خزش گرمایی در نانولوله ها به وسیله روش دینامیک مولکولی

در مقاله حاضر امکان ایجاد و علت پدیده خزش گرمایی، که عبارت است از به حرکت در آوردن سیال بر اثر اعمال گرادیان دما در غیاب نیروهای ثقلی، برای مایعات به روش شبیه سازی دینامیک مولکولی مورد بررسی قرار گرفته است. این پدیده تاکنون بیشتر در مورد گازهای رقیق اثبات و بررسی شده بود. اخیرا تلاش هایی برای اثبات وجود این پدیده برای سیالاتِ چگال محدود در نانومجراها نیز صورت گرفته است. علت و مکانیزم حاکم بر پدیده خزش گرمایی در سیالات چگالِ محدود شده در هندسه-های نانومقیاس هنوز به درستی درک نشده است. مقاله حاضر به بررسی علت و مکانیزم حاکم بر این پدیده برای مایعِ محدود شده در نانولوله ای که به دو سر آن یک گرادیان دمایی اعمال شده است می پردازد. نتایج نشان می دهد که جریان خزش گرمایی در مورد مایعات درون نانولوله ها امکان پذیر است. همچنین هر چه قطر نانولوله کوچکتر باشد اثرهای مربوط به خزش گرمایی قوی تر است. جزئیات مولکولی شبیه سازی نشان می دهد که توزیع چگالی سیال، تحت تاثیر دیواره مجرا و در نزدیکی آن، به صورت لایه لایه در می آید. این لایه لایه شدن به همراه گرادیان دمایی اعمال شده در طول نانولوله، سبب ایجاد عدم تعادل فشار در نزدیکی دیواره و در راستای محور نانولوله می شود. این عدم تعادل فشار به صورت یک نیروی سطحی عمل کرده و موجب رانش سیال از سمت سرد به گرم (در محدوده مورد بررسی در این مقاله) و ایجاد جریان خزش گرمایی می شود. برای اثبات این موضوع شکل های مربوط به توزیع دما، چگالی و فشار ترسیم شده اند.