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2011年01月24日16:40 | 中國(guó)發(fā)展門戶網(wǎng) www.chinagate.cn | 給編輯寫信 字號(hào)：T|T

關(guān)鍵詞： 2010科學(xué)發(fā)展報(bào)告 2010 科學(xué)發(fā)展報(bào)告 中國(guó)科學(xué)院院士 

國(guó)家納米科學(xué)中心劉政與孫連峰研究員在《2010科學(xué)發(fā)展報(bào)告》上以“流體在碳納米管中神奇的輸運(yùn)性”為題，對(duì)流體和水分子在碳納米管中的輸運(yùn)性及其在工程技術(shù)上的應(yīng)用作了簡(jiǎn)要介紹。

文章首先對(duì)碳納米管及其分類作了簡(jiǎn)介。碳納米管作為一維納米材料，具有許多異常的力學(xué)、電學(xué)和化學(xué)性能。近些年隨著碳納米管及納米材料研究的深入，其廣闊的應(yīng)用前景也不斷地展現(xiàn)出來(lái)。

文章接著介紹了流體和水分子在碳納米管中的輸運(yùn)性。開口的碳納米管具有很強(qiáng)的毛細(xì)吸引力，多種金屬、化合物和氣體分子都能夠進(jìn)入單壁碳納米管。這方面最受矚目的當(dāng)屬水分子在碳納米管中的輸運(yùn)。由于生命體內(nèi)存在大量尺寸與單壁碳納米管相當(dāng)?shù)碾x子孔道，故可以通過研究水分子在碳納米管中的輸運(yùn)行為揭示細(xì)胞膜上水通道的運(yùn)作機(jī)制，洞悉生命的秘密。理論研究和實(shí)驗(yàn)均表明，水分子的確能夠占據(jù)碳納米管的內(nèi)部通道。

文章隨后還介紹了碳納米管流體輸運(yùn)性的技術(shù)應(yīng)用。霍爾特等發(fā)現(xiàn)，空氣和水可以滲透兩端開口的垂直碳納米管陣列，其流速比理論估計(jì)的高1~3個(gè)數(shù)量級(jí)。與商業(yè)化的聚碳酸酯薄膜相比，在孔徑小一個(gè)量級(jí)的基礎(chǔ)上，滲透率高出數(shù)個(gè)量級(jí)。日本的真庭等提出，水填充的單壁碳納米管能夠用作一種納米尺度的閥門來(lái)控制管內(nèi)氣體的流動(dòng)。此外，碳納米管也可作為流體傳感器，基于碳納米管的納米發(fā)電機(jī)原型也已被實(shí)驗(yàn)證實(shí)。

最后作者認(rèn)為，關(guān)于碳納米管的研究結(jié)果既可以讓我們對(duì)受限空間和維度下流體輸運(yùn)有更加深刻的認(rèn)識(shí)，也為后續(xù)的實(shí)際應(yīng)用打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。（摘自中國(guó)科學(xué)院“科學(xué)發(fā)展報(bào)告”課題組撰寫的《2010科學(xué)發(fā)展報(bào)告》）

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