中科院近代物理研究所散裂靶組的科研人員研究直流和交流驅動下流體輸運行為取得重要進展。

    科研人員利用GPU超算平臺，借助簡化的分子動力學模擬，發(fā)現液態(tài)流體的速度與驅動電流呈現臺階狀依賴性(共振效應)。同時，科研人員也獲得了流體速度和驅動電流的解析表達式，結果表明，數值模擬與解析結果完全一致。另外，當系統(tǒng)對稱性破壞時，系統(tǒng)中出現Ratchet效應。同時也發(fā)現電流振幅決定了Ratchet效應和共振效應的存在和穩(wěn)定性。進一步研究發(fā)現，與一維模型比較，在二維模型中，臺階寬度和流體的摩擦系數隨電流的振幅具有Bessel和偏離傳統(tǒng)的Bessel函數依賴性，即出現反常行為 (如下圖所示)。

    這是科研人員首次利用簡化的分子動力學模擬將一維模型推廣到二維，研究了流體的輸運行為隨電流的振幅和頻率的變化行為，為進一步開展流體輸運實驗和理論研究提供了重要依據。該研究方法既可用于納米摩擦學研究領域，能定性解釋超潤滑現象，同時也廣泛應用于Josephson junction、超導電性和生物分子馬達等相關領域。

    研究結果發(fā)表在The Journal of Chemical Physics 138,034307 (2013)。