Impact of surface physisorption on gas scattering dynamics
Impact of surface physisorption on gas scattering dynamics
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表面物理吸附对气体散射动力学的影响
DOI：
10.1017/jfm.2023.496
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发表时间：
2023
影响因子：
3.7
通讯作者：
Chen Y
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Chen Y
在低压和/或微米/纳米尺度下操作的工程流动系统通常包括靠近表面的物理吸附气体层。在本文中，我们开发了一个散射内核，占吸附的效果，所产生的货车德瓦尔斯相互作用，对固体光滑表面上的分子碰撞的动力学。在低堆积密度的限制，表面吸附变得可以忽略不计和散射内核恢复一致的Cercignani-Lampis模型，它最好地描述了一个干净的，光滑的表面的分子碰撞。在高堆积密度的限制下，在表面附近形成致密的吸附分子层，并且其存在被具有完全漫反射的麦克斯韦模型拾取，该模型更好地捕获了分子遭受的多次碰撞。一个重量系数的基础上的朗缪尔吸附等温线被纳入建模处理这两个限制条件之间的过渡低和高密度。所提出的模型进行了验证，对高保真分子动力学模拟进行了各种气体表面的组合和吸附的分子层具有不同的密度。结果表明，所提出的模型很好地捕捉到的散射模式的气体分子束以不同的速度撞击在表面上，以及在整个范围内的探索条件的动量和能量的住宿系数。
Engineering flow systems operating under low pressures and/or at the micro/nano scale generally include a physically adsorbed gas layer next to the surface. In this paper, we develop a scattering kernel that accounts for the effect of adsorption, arising from van der Waals interactions, on the dynamics of molecules impinging on solid smooth surfaces. In the limit of low bulk density, surface adsorption becomes negligible and the scattering kernel recovers consistently the Cercignani–Lampis model, which best describes molecular collisions with a clean, smooth surface. In the limit of high bulk density, a dense adsorbed molecular layer forms next to the surface and its presence is picked up by the Maxwell model with complete diffuse reflection, which better captures the multiple collisions suffered by molecules. A weight coefficient based on the Langmuir adsorption isotherm is incorporated into the modelling to handle the transition between these two limiting conditions of low and high densities. The proposed model is validated against high-fidelity molecular dynamics simulations that are performed for a variety of gas–surface combinations and adsorbed molecular layers with different densities. It is shown that the proposed model very well captures the scattering patterns of beams of gas molecules at different velocities impinging on surfaces, as well as momentum and energy accommodation coefficients in the entire range of explored conditions.
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DOI：
10.1002/9783527809080.cataz00272
发表时间：
2020-04
期刊：
Catalysis from A to Z
影响因子：
--
作者：
R. Schlögl
通讯作者：
R. Schlögl
影响因子：
64.8
作者：
P. C. L. Thorne
通讯作者：
P. C. L. Thorne
晶体表面吸附的动力学模型。
影响因子：
2.4
作者：
K. Aoki;V. Giovangigli
通讯作者：
V. Giovangigli
重温 Cercignani-Lampis 模型：Langevin 图片及其数值模拟
DOI：
--
发表时间：
2021
期刊：
Recent Advances in Kinetic Equations and Applications
影响因子：
--
作者：
S. Takata;Shigenori Akasobe;Masanari Hattori
通讯作者：
Masanari Hattori
影响因子：
7.4
作者：
Yichong Chen;Jun Li;S. Datta;Stephanie Y. Docherty;L. Gibelli;M. Borg
通讯作者：
Yichong Chen;Jun Li;S. Datta;Stephanie Y. Docherty;L. Gibelli;M. Borg