随着低维材料日新月异的发展,顺势推动微/纳米流体器件的发展,新型低维材料-黑磷一经出现就凭借其优异性能引起广泛关注,并且应用于诸多领域。本文利用黑磷材料构建黑磷纳米通道,并运用分子动力学研究了黑磷表面流体各向异性流动特性,探索了黑磷和水流-固界面各向异性的作用机制。研究结果将会对流体在黑磷纳米通道内的流动特性研究以及基于黑磷材料设计的微/纳流体器件提供了理论研究基础。基于Couette剪切流模型研究了黑磷-水界面各向异性摩擦及滑移特性,阐明了流-固界面各向异性流动的产生机理,揭示了剪切速度、各向异性、纳米通道宽度和黑磷层数等对黑磷纳米通道内水分子Couette流流动特性的影响规律。研究结果表明:边界滑移速度和剪切应力都随着剪切应变率的增加而近似为线性增加,而水分子的粘度系数基本为一定值,不受剪切应变率的影响;黑磷表面天然的褶皱结构所导致的各向异性可以影响黑磷-水流固界面处水分子的流动特性,具体表现为界面摩擦系数随着手性角度的增加而增加,而边界滑移速度却随之减小,水分子的粘度系数同样不受各向异性的影响,通过数密度分布计算、边界处水分子的微观构型图和计算势能云图等方法揭示了黑磷-水流固界面的交互作用和影响机制;最后,探究了纳米通道宽度和黑磷层数的影响,在剪切应变率相同的情况下,发现随着纳米通道宽度的增加,纳米通道内水分子的滑移速度随之减小;双层模型中水分子的速度分布和沿通道宽度方向的数密度分布情况与单层模型基本一致,只是双层黑磷与水分子之间的交互界面能的增加导致边界滑移速度轻微的减小和界面摩擦系数的增大,并且不影响黑磷的各向异性。基于Poiseuille压力驱动流模型研究了各向异性等参数对黑磷表面水分子的滑移及粘度特性的影响,探究了各向异性对流-固界面的影响作用,揭示了驱动力大小、各向异性、纳米通道宽度和黑磷层数等对纳米通道内水分子Poiseuille流流动特性的影响规律。研究结果表明:随着驱动力的增加,边界滑移速度随之增加;各向异性也会对压力驱动作用下纳米通道内的水分子的Poiseuille流流动特性产生影响,具体表现为边界滑移速度会随着手性角度的增加而减小,而水分子粘度系数却不受各向异性的影响;最后,在加速度值保持不变情况下,研究纳米通道宽度和黑磷层数对水分子流动特性的影响,当纳米通道宽度增加时,边界处水分子的滑移速度会随之减小;双层模型中水分子的速度分布和沿通道宽度方向的数密度分布情况依旧与单层模型差异很小,双层黑磷与水分子之间交互界面能相对于单层黑磷也呈现增加的趋势,各向异性规律依然保持不变。