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Accès ouvert déclaré 2025 article

Incorporating the molecular-scale into a hydrodynamic description of confined aqueous systems

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Rattachement africain : us. Niveau de preuve : code pays fourni par la source.

Le résumé fourni par la source

Hydrodynamics provides a continuum-level description of fluid motion, but its applicability at the nanoscale becomes uncertain due to the emerging importance of molecular-level effects such as spatial heterogeneity. Hydrodynamic boundary conditions that incorporate molecular details allow us to partition the system into a near-wall region and a bulk fluid region. We identify a hydrodynamic wall located inside the fluid that determines where slip begins. By extending the hydrodynamic wall with the slip length, the position of the extrapolated wall is established. This offers a unified description of both slip and stagnant flow behaviors, with wall hydrophobicity characterized by the relative location of the extrapolated wall with respect to the physical wall. Employing this concept in analyses of equilibrium molecular dynamics (MD) and non-equilibrium MD simulations of Couette and Poiseuille flows, our results demonstrate consistency between equilibrium and non-equilibrium approaches across different flow types and confinement levels. This demonstrates the robust nature of linear response theory. We then explore the effects of fluid-wall and bulk fluid interactions on the hydrodynamic properties. These findings enhance the effectiveness of molecular-based simulations for investigating complex confined systems in nanofluidics, biology, and colloidal science, offering a complementary molecular-scale perspective to traditional continuum approaches.

Ce résumé expose les affirmations des auteurs. BNTIC ne l’interprète pas comme une validation indépendante des résultats.

Le contrôle bibliographique ouvert

DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.

Titre Crossref
Incorporating the molecular-scale into a hydrodynamic description of confined aqueous systems
Date Crossref
07/10/2025
Éditeur
AIP Publishing
Type
journal-article

Ce recoupement confirme des métadonnées liées au DOI. Il ne confirme ni la méthode ni les conclusions de l’étude, et il ne compte pas comme une seconde source scientifique indépendante.

Où se fait cette recherche

  • Pacific Northwest National Laboratory Physical and Computational Sciences Directorate pays non établi dans la notice
    Structure de recherche
  • University of Washington Department of Chemical Engineering pays non établi dans la notice
    Université ou école supérieure
  • City College of New York Levich Institute and Department of Chemical Engineering pays non établi dans la notice
    Université ou école supérieure

Physical and Computational Sciences Directorate — Pacific Northwest National Laboratory, Department of Chemical Engineering — University of Washington et Levich Institute and Department of Chemical Engineering — City College of New York.

Une affiliation ne permet pas de déduire la nationalité d’un auteur.

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