上海應(yīng)物所發(fā)現(xiàn)外界微環(huán)境對納米碳管中水分子傳輸行為的影響

 近日，中科院上海應(yīng)用物理所方海平課題組運用分子動力學(xué)模擬方法發(fā)現(xiàn)，在納米尺度下，管道外環(huán)境對納米管內(nèi)水流的影響非?？捎^，不同的外界微環(huán)境導(dǎo)致通過管道的水流量可以有兩倍的差異。

    研究過程中，方海平等在單壁碳納米管外面設(shè)置了不同數(shù)量和不同位置的石墨片和水。結(jié)果表明，靠近單壁碳納米管外壁的水分子越多，通過碳管的水流量越??；單壁碳納米管外壁的石墨片也會導(dǎo)致水流量的減小。同時，通過計算碳管內(nèi)水分子與管外的分子的相互作用勢，可以在物理原理上解釋得到的數(shù)值模擬結(jié)果。該研究成果有助于高速傳輸水的分子機器的設(shè)計，也有利于理解水分子穿過生物水通道時外界磷脂層對其傳輸行為的影響，水分子穿過單壁碳管和多壁碳管的傳輸行為的區(qū)別等。

    該項研究工作由我所與蘇州納米所、上海交通大學(xué)和浙江師范大學(xué)的研究人員共同合作完成，得到了*、國家自然科學(xué)基金委、國家*和上海市人民政府（通過上海超級計算中心）的共同資助。研究結(jié)果發(fā)表在科學(xué)期刊《物理學(xué)報快報》上（Physical Review Letters 101，257801 （2008））。