Many-body effects in nanoscale fluid transport
Effets à N corps dans le transport de fluides aux nanoéchelles
Résumé
This thesis explores several phenomena that arise in nanoscale fluid transport due to inter-particle correlations. We show that in nanoscale channels, the walls affect not only the fluid motion, but also its interactions. As a result, we predict enhanced ionic correlations in confined electrolytes, with consequences ranging from ionic Coulomb blockade to memory effects. We further explore how correlations between interfacial water and electron dynamics in the channel wall result in a quantum contribution to hydrodynamic friction. Finally, we present the development of an experimental setup for measuring water flow through two-dimensional channels.
Cette thèse explore plusieurs phénomènes de transport de fluides aux nanoéchelles qui résultent de corrélations entre les particules. Nous montrons que dans un canal nanométrique, les parois affectent non seulement le mouvement du fluide, mais aussi ses interactions. Ainsi, nous prédisons des corrélations ioniques renforcées dans les électrolytes confinés, avec des conséquences allant du blocage de Coulomb ionique aux effets de mémoire. Nous explorons ensuite les corrélations entre la dynamique de l’eau interfaciale et des électrons de la paroi solide, qui induisent une contribution quantique à la friction hydrodynamique. Enfin, nous présentons le développement d’un dispositif expérimental pour la mesure de flux d’eau dans des canaux bidimensionnels.
Origine : Version validée par le jury (STAR)