ارائه مدلی سینماتیکی برای پیش روی ناشی از اثر مویینگی در نانولوله ها

هنگامی که یک لوله مویین در داخل ظرف مایع فرومی رود، مایع به سرعت به درون آن جریان می یابد. این پدیده در مقیاس ماکروسکوپیکی به خوبی شناخته شده است، اما جزییات بالارفتن ناشی از مویینگی در مقیاس نانو هنوز به درستی مشخص نیست. یکی از نتایج جالب شبیه سازی های دقیق کامپیوتری که تا کنون انجام شده، کندشدن فرایند آبگیری در نانوحفره های بسیار باریک است. علی رغم این که فرایند آبگیری یک فرایند ترابردی و غیر تعادلی است، اما شواهد تجربی برخی از شبیه سازی ها حاکی از آن است که این ویژگی غیرمعمول شارش در نانوحفره ها را می توان به رفتار شاره در حالت تعادل مربوط کرد و کندشدن فرایند آبگیری را با استفاده از منظم شدن و ساختار یافته شدن شاره محدود شده و با در نظرگرفتن اثر پتانسیل دیواره ها در حالت تعادلی و برای یک شاره ساکن و فاقد حرکت انتقالی رو به جلو بررسی نمود. بر این اساس بر آن شدیم که با استفاده از روش شبیه سازی مونت کارلو بندادی (کانونیک)، به بررسی ویژگی پیکربندی های تعادلی شاره محدودشده در یک حفره بسیار طویل با مقطع مربعی بپردازیم و میزان نظم یافتگی سیستم را که به گمان ما عامل کندشدن فرایند آبگیری در نانوحفره های بسیار باریک است، بررسی کنیم. بدین منظور با محاسبه پارامتر نظم سیستم، تاثیر عوامل مختلفی ازجمله ابعاد نانوحفره، قدرت اندرکنش شاره- دیواره، دما و پارامتر نسبی اندازه را بر حالت های تعادلی فضای فاز سیستم بررسی نمودیم. تعیین درجه اهمیت تغییر هریک از عوامل ذکرشده بر نظم سیستم و نیز یافتن شرایطی که تحت این شرایط هر یک از این عوامل بیشترین تاثیر را بر نظم می گذارند، نیز از جمله اهداف این تحقیق به شمار می رود. تغییرات پارامتر نظم سیستم در چنین نانوحفره هایی نشان می دهد که شاره در نانوحفره هایی با پهنای تنها چند قطر ملکولی و تحت تاثیر اندرکنش جاذب قوی دیواره و به ویژه در دماهای پایین ساختار منظمی پیدا می کند و دارای ویژگی های شبیه جامدات است و همین امر موجب سختی حرکت لایه های ملکول های شاره بر روی یکدیگر شده و درنتیجه آبگیری با کندی بسیار انجام می گیرد. نتایج ما حاکی از آن است که در بین عوامل موثر بر نظم یافتگی سیستم، نقش سطح مقطع نانوحفره بسیار قابل توجه است و تاثیر هر یک از دیگر پارامترها ازجمله دما، قدرت اندرکنش شاره- دیواره و حتی پارامتر نسبی اندازه پتانسیل اندرکنشی شاره- دیواره تنها در نانوحفره های بسیار باریک و دارای پهنای درحدود چند قطر ملکولی قابل مشاهده خواهد بود.