孔径尺寸对梯级蓄能纳米流控系统特性的影响研究

作者：章娅菲^*; 肖洪玖; 刘慎磊; 桑鹏飞; 窦益华

来源：分子科学学报：中英文版, 2023, 39(04): 327-335.

DOI：10.13563/j.cnki.jmolsci.2023.01.005

• 多级纳米流控系统
• 梯级蓄能
• 碳纳米管
• 临界孔径差
• 临界渗透压

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.

• 单位
  西安石油大学; 中国石油天然气股份有限公司