Solvo-osmotic flow in electrolytic mixtures
我们表明，一个电场平行于电中性表面可以产生流动的电解质混合物在小通道。我们称之为溶剂渗透流，因为流动是由离子在液-固界面的不对称优先溶剂化引起的。所产生的流量是可比的大小无处不在的电渗流在带电表面，但对于一个固定的表面电荷密度，它的依赖性离子强度的定性不同。溶剂渗透流动也可以用温度敏感地控制。我们推导出一个修改后的Helmholtz-Smoluchowski方程，占这些影响。
2017-03-20 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Electro-Osmotic Flow of Semidilute Polyelectrolyte Solutions
本文利用平均场方程研究了聚电解质水溶液中的电渗现象。带正电的聚电解质溶液被限制在两个带负电的平面之间，并且平行于表面施加电场。当聚合物和表面之间的静电吸引力强时，聚合物粘附到表面，形成高度粘性的吸附层，其极大地抑制电渗。相反，通过从表面耗尽聚合物来增强电渗。我们还发现，当静电势衰减到它的体积值时，电渗流是可逆的。这些行为很好地解释了一个简单的数学形式的电渗系数。
2013-08-20 cond-mat.soft physics.chem-ph
Non-uniform electro-osmotic flow drives fluid-structure instability
我们证明了存在的流体结构的不稳定性所产生的电渗流与弹性基板的相互作用。考虑到软流体室中的流动的情况下，我们表明，在一定的电场阈值以上，由电渗流引起的负表压导致其弹性壁的崩溃。我们结合实验和理论分析来阐明不稳定的潜在机制，并确定几个不同的动态制度。这种不稳定性的理解是重要的电动系统的设计包含软元件。
2019-06-24 cond-mat.soft physics.flu-dyn
A Model of Electrodiffusion and Osmotic Water Flow and its Energetic Structure
我们介绍了一个模型的离子电扩散和渗透水流经细胞和组织。该模型由一个系统的偏微分方程的离子浓度和流体流动与变形膜边界处的界面条件。该模型满足自然的能量等式，其中熵，弹性和静电自由能的总和通过粘性，电扩散和渗透流耗散。当某些无量纲参数很小时，我们讨论极限模型。最后，我们开发了一个数值方案的一维情况下，我们的模型细胞体积控制的一些简单的应用程序。
2011-01-27 cond-mat.soft math.AP physics.bio-ph
Electro-osmotic properties of porous permeable films
平坦固体载体上的可渗透多孔涂层显著影响其静电和电动性质。现有的工作集中在简化的情况下，如弱电荷和/或厚多孔膜，与有限的理论指导。在这里，我们考虑任何给定的体积电荷密度的涂层的一般情况下，并获得分析公式的静电电位分布，有效的任何膜厚度和盐浓度。它们使我们能够分析计算在固体支持物和在与外部电解质的界面处的电位之间的差异，这是确定可渗透涂层的功能的关键参数。我们的分析提供了一个框架，用于解释和预测特定的多孔膜的超级性能，从增强的离子吸收到巨大的电渗流放大。这些结果与水凝胶和沸石涂层、多孔碳和离子交换树脂、刷子等相关。
2020-09-18 cond-mat.soft physics.chem-ph
Suppression of nano-channel ion conductance by electro-osmotic flow in nano-channels with weakly overlapping electrical double layers
本研究探讨具有弱重叠双电层之奈米通道之非线性离子电流-电压特性。数值模拟以及1-D数学模型的开发，揭示了电渗流（电渗流）与浓度极化过程的相互作用，并耗尽通道内的离子浓度，从而显着抑制通道电导。在通道内存在再循环涡流的情况下，电导可以在高电偏压下恢复。作为EOF驱动的离子耗尽的结果，确定了一个限制电导的行为，这是本质上不同于经典的限制电流的行为。
2017-01-06 cond-mat.soft physics.chem-ph
AC-Driven Electro-Osmotic Flow in Charged Nanopores
本文报道了在交流电驱动下，具有恒定半径和电荷密度的带电纳米孔中的电渗流理论。我们解决了在不稳定条件下的离子和溶液传输，如Navier-Stokes和Nernst-Planck方程所描述的，考虑带电纳米孔内的电势在径向方向上均匀（均匀电势模型近似）。我们推导了孔隙与两个边界扩散层相连且阳离子和阴离子具有不同扩散系数的情况下的输运方程组。这种方法允许的理论描述的特征频率之间的相移所施加的电流密度和电渗流。此外，我们展示了如何分析的电渗耦合因子与AC频率的动态响应，使我们能够量化膜中的表观离子扩散系数。值得注意的是，预测相移的频率窗口正好在电渗流实验常用的采样率$f\in\left[10^{-4},10^1\right]$ Hz内，因此所提出的方法可用于确定带电膜中离子（例如液流电池的氧化还原络合物）的表观扩散系数。
2018-05-28 cond-mat.soft physics.chem-ph physics.flu-dyn
Electromigration dispersion in a capillary in the presence of electro-osmotic flow
离子在外加电场中的差异迁移是毛细管电泳分离化学物质的基础。浓度峰的轴向扩散限制了分离效率。当样品离子的浓度与背景离子的浓度相当时，观察到电迁移分散。在这样的条件下，局部电导率在样品区中显著改变，使得电场和离子迁移速度依赖于浓度。由此产生的非线性波表现出类似激波的特征，在某些简化假设下，可用Burgers方程（S。Ghosal和Z.在这篇论文中，我们考虑了更一般的情况，其中分离通道的壁可以具有非零zeta电位，因此能够维持电渗透整体流。主要结果是一维非线性对流扩散方程的面积平均浓度。该均匀化方程考虑了沿壁的电渗滑移速度变化引起的泰勒-阿里斯分散。结果表明，在一定的参数范围内，电渗流实际上可以通过延迟浓度冲击的形成来减少总分散。然而，如果电渗流足够高，则由于Taylor-Aris贡献，总分散增加。
2012-03-08 cond-mat.soft physics.bio-ph physics.flu-dyn
Electro-osmotic flow through a nanopore
考虑了穿过绝缘膜的纳米孔的流体的电渗泵送。假设膜上的表面电荷的密度是均匀的，并且足够低以使泊松-玻尔兹曼方程线性化。功的互等定理给出了由施加的弱电场产生的流率，表示为对流体体积的积分。对于厚度为零的薄膜中的圆孔，解析结果可能达到求积。对于任意厚度的膜，完整的Poisson-Nernst-Planck-Stokes方程组用有限体积法数值求解。当膜厚大于孔径时，数值解与标准解析结果一致。当膜厚度较小时，流量与利用功的互等定理计算的流量一致。
2014-05-14 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Electro-osmotic flow in coated nanocapillaries: a theoretical investigation
最近的实验的动机，我们提出了一个理论研究如何在毛细管中发生的电渗流被修改时，其带电的表面被带电的聚合物涂层。理论处理是基于一个三维模型，由一个三元流体混合物，代表溶剂和两个物种的离子，限制在两个平行的带电板之间的装饰由一个固定的阵列的散射体代表的聚合物涂层。电渗流，由一个恒定的电场施加在平行于板的方向上产生的，通过格子Boltzmann模拟数值研究。为了获得进一步的理解，我们进行了一个简单的理论分析，通过扩展的斯托克斯-Smoluchowski方程，考虑到孔隙率引起的聚合物在邻近的区域的墙壁。我们讨论的速度分布的性质，通过专注于竞争的聚合物电荷和它们施加的摩擦力的影响。我们显示的流动减少和流动反转现象时，聚合物的电荷是相反的表面电荷的证据。通过使用聚合物的密度和表面电荷作为控制变量，我们提出了一个相图，区分的直接和反向流制度，并确定其依赖于离子浓度。
2015-07-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft
Abatement of mixing in shear-free elongationally unstable viscoelastic microflows
向液体中添加微量的化学惰性聚丙烯酰胺聚合物导致在通过2：1收缩的稳定电渗透泵送下的大的不稳定性，表明在粘弹性材料的电渗透流中可以打破层流条件。通过排除剪切和施加对称性，我们创建了一个平台，只有拉伸粘弹性不稳定性，扩散，影响混合。与早期的研究相比，显着的剪切，发现在混合的数量级增加，我们发现，包括聚合物激发大的粘弹性不稳定性，但混合相对于无聚合物的液体减少。我们发现混合的绝对减少与以下理解一致：添加聚合物增加粘度，而粘弹性流动朝向弹性湍流（一种温和的（Batchelor）湍流）进展，并且表明电渗泵送装置是用于研究粘弹性不稳定性的理想平台，而无需补充因素。
2010-02-08 cond-mat.soft
Q-tensor model for electrokinetics in nematic liquid crystals
我们使用变分原理推导出一个数学模型，其中液晶组分描述的第二阶阶张量的液晶电解质。该模型扩展了以前开发的董事为基础的理论和帐户存在的向错和可能的双轴性。我们通过考虑一个简单但说明性的例子，液晶使能电渗流（LCEO）周围的一个固定的介电球形粒子放置在一个大的圆柱形容器的中心充满了一个可再生的电解质，验证了该模型。假设垂面锚定的粒子表面上的粒子和均匀分布的容器的表面上的董事，我们考虑两种配置与向错赤道环和双曲刺猬，分别。计算的电渗流显示出强烈的依赖于指向矢配置和介电常数和电导率的各向异性的液晶使能电动力学的电特性。此外，模拟表明周围的电介质球的空间电荷分离，即使在各向同性的介电常数和电导率的情况下。这与介电球体周围的各向同性电解质所描述的诱导电荷电渗效应是一致的。
2017-04-15 cond-mat.soft
Generic transport coefficients of a confined electrolyte solution
表征电动运输在一个封闭的电解质溶液中的物理参数重建从经典的非平衡统计热力学框架内获得的通用传输系数。电渗流、扩散渗流、渗透流以及压力驱动的Poiquilille型流、导电和离子扩散都由这组输运系数来描述。通过分子动力学（MD）模拟，证明了在两个平行带电表面之间具有纳米间隙的NaCl水溶液的重构。一个绿色的Kubo的方法来评估的传输系数的线性响应制度，和由压力，电力和化学势场引起的通量进行比较与非平衡MD模拟的结果。利用该数值格式，研究了盐浓度对输运系数的影响。在高表面电荷密度和高附加盐浓度下，观察到扩散渗透电流和电渗流的异常反转。
2014-11-16 cond-mat.soft physics.chem-ph physics.flu-dyn
Diffusioosmosis of electrolyte solutions in uniformly charged channels
Frumkin Institute of Physical Chemistry and Electrochemistry, Russian Academy of Sciences（俄罗斯科学院弗鲁姆金物理化学与电化学研究所）
本文研究了均匀带电通道中电解质溶液的扩散渗透现象，推导了流体流量方程并解析了离子通量和电势分布，揭示了表面电荷和浓度差对流体流动方向的影响。
2025-11-01 cond-mat.soft
Analysis of electro-osmotic flow in a microchannel with undulated surfaces
研究了在外加电场作用下，两起伏表面间通道内的电渗流。沟道的间隙非常小，与双电层的厚度相当。用格子Boltzmann方法模拟了电位的Poisson方程、离子浓度的Nernst-Planck方程和电解质溶液流动的Navier-Stokes { \color{black}方程}组成的模型。一个分析模型，预测流量的假设下，通道的宽度是非常小的沿通道的变化的特征长度相比，也来自。将解析结果与用格子玻尔兹曼方法得到的数值结果进行了比较。在沿通道的表面电荷密度恒定的情况下，通道宽度的变化减小了电渗流，并且流率小于直通道的流率。在表面电荷密度均匀分布的情况下，即使在沿通道的零净表面电荷的限制下，也会发生单向流动。
2016-05-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft physics.comp-ph
Electro-osmosis on anisotropic super-hydrophobic surfaces
我们给出了一个一般的理论描述的电渗流在条纹超疏水表面在薄双层限制，并推导出之间的电渗透流动和流体动力学滑移长度张量的关系。我们的分析表明，电渗流表现出非常丰富的行为控制滑移长度和电荷在气体部门。在不带电的液-气界面的情况下，相对于具有零界面滑移的均匀通道中的流动，流动是相同的或被抑制的。相比之下，它可以放大几个数量级的滑移区均匀充电。当气体和固体区域带相反的电荷时，我们预测流动反转，这表明即使对于电中性表面也可能存在巨大的电渗滑移。在这些观察的基础上，我们提出了实用的微流体混合装置的策略。这些结果为超疏水表面的合理设计提供了一个框架。
2011-07-20 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Fast and Versatile Thermo-osmotic Flows with a Pinch of Salt
热渗透流--微流体和纳流体系统中由热梯度产生的流动--可以提供一种收集废热的替代方法。然而，这样的使用将需要大量的热渗透流，到目前为止，这只适用于特殊和昂贵的材料。因此，迫切需要设计负担得起的纳米流体系统显示大的热渗透系数。在本文中，我们提出了一个一般模型的热渗透的含水电解质在带电的纳米流体通道，考虑到流体动力学滑移，连同不同的溶剂和溶质的贡献的热渗透响应。我们将此模型应用于广泛的系统，通过研究润湿，盐的类型和浓度，和表面电荷的影响。我们表明，强烈的热渗流可以产生滑动带电表面。我们还预测中间润湿的过渡从嗜热的嗜热行为取决于表面电荷和盐浓度。总的来说，这个理论框架开辟了一条途径，控制和操纵热诱导流与共同的带电表面和一小撮盐。
2021-10-20 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Regulating Aggregation of Colloidal Particles in an Electro-Osmotic Micropump
通过微流体通道的不受限制的颗粒输送对于包括芯片实验室设备在内的广泛应用至关重要。在这篇文章中，我们使用视频显微镜研究了在盐梯度存在下，胶体颗粒在微米级二氧化硅通道开口处的电渗聚集。颗粒聚集最终导致通道堵塞，这可以通过施加的电势的时间调节反转来解除。我们通过斯托克斯-泊松-能斯特-普朗克方程在一个几何形状，近似真实的样品数值模拟我们的系统。这使我们能够识别由电场和盐梯度诱导的运输过程，并提供其平衡导致聚集的证据。我们进一步实验证明，通过通道的胶体的净流量可以通过施加具有适当调谐的占空比的方波电势来实现。我们的研究结果有助于指导微流体和纳米流体泵的设计，允许受控的颗粒传输，并为超滤中的防污提供新的见解。
2021-03-31 cond-mat.soft physics.chem-ph physics.flu-dyn
DNA translocation through nanopores with salt gradients: The role of osmotic flow
双链DNA在纳米孔中转位的最新实验[M. Wanunu \textit{et al.} Nature Nanotech. { \bf 5}，160（2010）]揭示了DNA捕获速率可受到跨孔的盐梯度的显著影响。我们表明，渗透流与电泳效应相结合可以定量解释捕获率对盐梯度依赖性的实验数据。
2011-07-06 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Controlling interactions in supported bilayers from weak electrostatic repulsion to high osmotic pressure
了解膜之间的相互作用需要在接近自然条件的良好控制系统上进行测量，其中波动起着重要作用。我们已经确定，通过掠入射X射线散射，两个脂质双层之间的相互作用潜力，一个吸附在固体表面和其他浮动接近。我们发现，在这个高度水合的模型系统中的相互作用是两个数量级软比以前报道的工作多层堆栈。这是由于弱的静电斥力，由于小部分的离子化的脂质在支持的双层具有较低数量的缺陷。我们的数据是一致的泊松-玻尔兹曼理论，在该制度的排斥占主导地位的反离子的熵。我们也有独特的访问非常弱的熵排斥势，这使我们能够区分在文献中提出的各种模型。我们进一步证明，支持的双层之间的相互作用潜力可以调整将通过施加渗透压，提供了一种方法来操纵这些模型膜，从而大大扩大了可以解决的生物或物理问题的范围。
2013-01-29 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Deformation and motion of giant unilamellar vesicles loaded with gold nanoparticles driven by induced charge electro-osmotic flow
本文制备载金纳米颗粒的GUVs并施加AC电场，通过光流观测和电场二次依赖关系确认ICEO流，揭示局部AuNPs导致流动不平衡并增强囊泡运动与形变。
2023-12-09 cond-mat.soft nlin.AO physics.chem-ph
Molecular Dynamics Study of Electro-Osmotic Flow in a Nanochannel with Molybdenum Disulfide Walls
本文首次用分子动力学研究二硫化钼纳米通道中NaCl溶液的电渗流，揭示Stern层随表面电荷密度和盐浓度的变化规律，并发现高表面电荷密度下出现反向流动，且与黑磷烯通道相比反向流动发生在更低电荷密度和更高峰值速度下。
2023-12-01 cond-mat.soft physics.flu-dyn
On the macroion virial contribution to the osmotic pressure in charge-stabilized colloidal suspensions
我们的兴趣去不同维里贡献的状态方程的带电胶体悬浮液。在计算胶体维里项时忽略表面效应会导致虚假和矛盾的结果。这个陷阱是所谓的单组分模型的天真实现的危险的几个方面之一，其中微离子自由度被整合出来，只保留在描述中的介观（胶体）自由度。另一方面，壁诱导力的适当结合消除了朴素方法中出现的悖论，提供了一致的描述，并证实对于无盐体系，胶体对压力的贡献由微离子贡献主导。着重讨论了无盐情况，但也讨论了加入电解质的情况。
2007-01-31 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Electro-hydrodynamics near Hydrophobic Surfaces
我们发现，附近的光滑的疏水表面的电渗流强烈依赖于表面电荷的流动性，这是平衡的静电扩散层的反离子。对于具有固定电荷的疏水性表面，流体传输由于流体动力学滑移的存在而被显著放大。相反，在疏水表面附近的移动吸附电荷，它也是由一个额外的电力，这增加了在滑动界面的剪切应力控制。为了解释这一点，我们制定了电流体动力学边界条件在滑动界面，这应该被应用到量化的电渗流，而不是流体动力学边界条件。我们的理论预测完全支持耗散粒子动力学模拟与明确的收费。这些结果导致一个新的解释的zeta电位的疏水表面。
2015-02-20 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Tuning diffusioosmosis of electrolyte solutions by hydrostatic pressure
Frumkin Institute of Physical Chemistry and Electrochemistry, Russian Academy of Sciences（俄罗斯科学院弗鲁姆金物理化学与电化学研究所）
本文研究了均匀带电长槽中因静水压差Δp而产生的扩散电渗流，推导了流体流量Q的表达式，并探讨了静水压对浓度和表面电势分布的影响。
2026-04-24 cond-mat.soft physics.chem-ph physics.flu-dyn
Colloid recovery from porous structures under ambient flow: enhanced extraction via phoretic and osmotic mechanisms
Indian Institute of Technology Kanpur（印度理工学院坎普尔分校）
研究环境流动下多孔结构中胶体的回收，通过有限元模拟表征溶质梯度方向（溶质流出和溶质流入模式）对电泳和渗透胶体提取的影响，揭示不同模式下胶体提取行为及扩散渗透滑移增强作用，为相关领域提供指导。
2026-10-08 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Electrotaxis of self-propelling artificial swimmers in microchannels
本文研究活性液滴在微通道中的趋电行为，结合实验与流体动力学模型揭示电场、电泳及壁面作用如何诱导U形转弯和逆流轨迹转变。
2024-01-25 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Enhanced zeta potentials caused by surface ion mobilities
本文研究了导电壁附近扩散Stern层对电渗流的影响，提出有效滑移边界条件并引入迁移率参数$μ$，导出其解析方程，发现zeta电势通常超过表面电势从而放大电渗流。
2025-08-11 cond-mat.soft physics.flu-dyn
A simple statistical-mechanical interpretation of Onsager reciprocal relations and Derjaguin theory of thermo-osmosis
沿着流体-固体界面施加温度梯度在流体中产生应力，从而引起“热渗透”流动。对这种现象的大部分理解是基于Derjaguin的工作，该工作将热渗透流与机械热效应相关联，即由压力梯度引起的界面热流。这是通过使用Onsager的互惠关系的热渗透和机械热交叉项传输系数的等效性。Derjaguin理论和Onsager框架都是在宏观热力学条件下制定的，缺乏在分子水平上的明确解释。在这里，我们使用物理力学工具来推导出传输交叉系数的表达式，从而直接证明它们的相等性。这是两个基本模型：（i）一个不可压缩的连续溶剂，含有非相互作用的溶质颗粒，和（ii）一个单组分流体没有热膨胀。的机械热系数的推导似乎是非常简单的，并提供了一个简单的解释界面热和颗粒通量之间的连接。我们使用这种解释来考虑另一个例子，这是一个电解质与均匀带电的表面在强屏蔽（德拜-休克尔）制度。
2019-09-16 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Prediction of the effective force on DNA in a nanopore based on density functional theory
在本研究中，我们考虑了电压驱动的DNA通过纳米孔的易位。假设DNA分子与纳米孔同轴，建立了一个计算纳米孔中单个DNA分子所受作用力的流体力学模型，利用密度泛函理论结合连续Navier-Stokes（NS）方程研究了纳米孔中的电渗流和作用在DNA分子上的粘性阻力.在我们的模型中还考虑了纳米孔壁上的表面电荷。计算结果与实验测量结果的一致性表明，本文的理论模型是预测DNA流体动力学阻力的有效工具。结果表明，在较高的盐浓度下，电荷反转会降低电渗速度，甚至导致电流反转，而这一现象不能用泊松-玻尔兹曼（PB）模型来描述.这有助于进一步提高过屏蔽区的有效力。
2013-06-17 cond-mat.soft physics.bio-ph q-bio.BM
A Multidomain Model for Ionic Electrodiffusion and Osmosis with an Application to Cortical Spreading Depression
离子电扩散和渗透水流是许多生理系统的中心过程。我们制定了一个系统的偏微分方程，支配离子运动和水流在生物组织。该模型的一个显著特点是它满足自由能恒等式，保证了模型的热力学一致性。一个数值方案是在一个空间维度的模型，并适用于模型的皮质扩散性抑郁症，在大脑中的离子和细胞体积的动态平衡的传播故障。
2014-10-30 cond-mat.soft physics.bio-ph q-bio.TO
