上海應(yīng)物所發(fā)現(xiàn)外界微環(huán)境對(duì)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(yùn)用分子動(dòng)力學(xué)模擬方法發(fā)現(xiàn)，在納米尺度下，管道外環(huán)境對(duì)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(huì)導(dǎo)致水流量的減小。同時(shí)，通過計(jì)算碳管內(nèi)水分子與管外的分子的相互作用勢(shì)，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(jī)器的設(shè)計(jì)，也有利于理解水分子穿過生物水通道時(shí)外界磷脂層對(duì)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(xiàng)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(guó)家自然科學(xué)基金委、國(guó)家*和上海市人民政府（通過上海超級(jí)計(jì)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(bào)快報(bào)》上（Physical Review Letters 101，257801 （2008））。