Electro-Osmosis of Polymer Solutions: Linear and Nonlinear Behavior

این پایان نامه بر توصیف نظری الکترواسمز محلول های پلیمری تمرکز دارد. به طور خاص، بر اهمیت در نظر گرفتن پروفایل های غیریکنواخت ویسکوزیته محلول و غلظت پلیمر در نزدیکی یک سطح جامد تأکید می کند.

این پایان نامه با مقدمه ای بر نظریه های بنیادی و مشاهدات تجربی برای مبتدیان در این زمینه آغاز می شود. در مورد محلول های الکترولیت، لایه های دوگانه الکتریکی و الکتروکینتیک. در فصل 2، نویسنده پاسخ خطی جریان الکترواسمزی را با توجه به میدان های الکتریکی اعمال شده در محلول های پلی الکترولیت آبی مورد بحث قرار می دهد و احتمال برگشت جریان ناشی از پلی الکترولیت هایی با بار مخالف جذب شده روی سطح باردار را پیش بینی می کند. در فصل 3، نویسنده بحث را به جریان الکترو اسمزی غیر خطی که توسط میدان های الکتریکی اعمال شده در محلول های پلیمری خنثی هدایت می شود، گسترش می دهد. دینامیک پلیمرها با استفاده از دینامیک براونی و تئوری جنبشی مدل سازی و شبیه سازی شده است. در نهایت، پایان نامه در فصل 4 خلاصه می شود.

مقدمه مروری جامع از الکتروکینتیک برای دانشجویان فارغ التحصیل و محققان علاقه مند به فیزیک ماده نرم ارائه می دهد. یک جذابیت دیگر این است که خوانندگان می توانند به طور موثر رویکردهای نظری مختلف برای الکترواسمز را بیاموزند.

This thesis focuses on the theoretical description of electro-osmosis of polymer solutions. In particular, it emphasizes the importance of considering non-uniform profiles of the solution viscosity and polymer concentration near a solid surface.

The thesis begins with an introduction to fundamental theories and experimental observations for beginners in this field, concerning electrolyte solutions, electric double layers, and electrokinetics. In Chapter 2, the author discusses the linear response of electro-osmotic flow with respect to applied electric fields in aqueous polyelectrolyte solutions, and predicts a possibility of flow reversal caused by oppositely charged polyelectrolytes adsorbed on a charged surface. In Chapter 3, the author extends the discussion to non-linear electro-osmotic flow driven by applied electric fields in neutral polymer solutions. The dynamics of polymers are modeled and simulated using Brownian dynamics and kinetic theory. Finally, the thesis is summarized in Chapter 4.

The introduction provides a comprehensive review of electrokinetics for graduate students and researchers interested in soft matter physics. An additional attraction is that readers can effectively learn various theoretical approaches to electro-osmosis.