纳米通道中气体输运，不仅在自然界中广泛存在，并且在膜分离、纳米催化、页岩气挖掘等工业进程中发挥着要害作用。纳米通道气体输运归于自在分子流状况，气体分子与通道壁面的碰撞起主导作用，而气体分子间的相互作用可忽略不计。1909年，丹麦物理学家Martin Knudsen初次提出了描绘自在分子流气体流量的理论模型，即Knudsen理论。随后，通过波兰物理学家Marian Smoluchowski和荷兰物理学家Pieter Clausing等人的开展和完善，Knudsen理论成为定量描绘自在分子流的中心理论。Knudsen理论的推导根据一个要害假定：气体分子在通道壁面上产生漫反射。但是，跟着新资料的呈现和观测技能的前进，试验研讨之后发现在某些特定壁面上，尤其是原子级的润滑资料外表，气体分子更倾向于产生镜面反射。这种镜面反射现象导致通过纳米通道的气体流量显着高于Knudsen理论猜测值。Smoluchowski给出的批改模型尽管企图谐和不同粗糙度的固体壁面，但在关于石墨烯等原子级润滑壁面，其猜测成果会发散至无穷大，与实践严峻不符。因而，从头批改Knudsen理论以适用于更广泛的通道壁面，尤其是精确定量描绘原子级润滑壁面通道内的气体流量，至关重要。

  我校近代力学系核算力学试验室研讨团队首要剖析了Smoluchowski批改模型的局限性，并指出了该模型在处理润滑壁面通道时理论值发散的原因。不同于前人重视镜面反射对气体流量的增强效应，我校研讨人员立异性地提出了镜面反射削减气体耗散流量的研讨思路；在此基础上，推导出了普适的Knudsen理论模型。该模型通过分子动力学模仿验证，证明其广泛适用于各种不同壁面粗糙度、不同横截面形状和尺度的通道，为描绘自在分子流供给了新的理论支撑。

  该项研讨得到了国家自然科学基金委和我国科学院青促会的赞助。模仿作业得到了我国科学技能大学超算中心和合肥先进核算中心的支撑。