中科大牵手诺奖得主揭秘石墨烯纳米通道水输运

本报讯 （记者 桂运安）记者10月19日从中科大获悉，该校中科院材料力学行为和设计重点实验室的研究团队与诺贝尔物理学奖得主、英国曼彻斯特大学教授安德烈·海姆研究团队合作，不仅制备出世界上最小尺寸的石墨烯纳米通道，并且解开了石墨烯纳米通道水输运的秘密。成果发表在最新一期国际权威学术期刊《自然》上。

石墨烯是由碳原子构成的只有一层原子厚度的二维晶体，以其独特的力学和电学特性，被称为“神奇材料”。它不仅是一种世界上最薄的材料，而且表面十分光滑。利用石墨烯的这一特点，研究人员提出了一种构筑纳米通道的新方法，该通道的尺寸调整精度可以控制在0.34纳米，这是迄今为止实验室内能制备的最小尺寸的纳米通道。

纳米尺度下的物质输运一直是当今实验和理论研究的焦点之一，通道的表面性质及固液界面相互作用会对物质输运起决定性作用。研究结果表明，水在该纳米通道中以一种近似无摩擦的状态高速运动。然而，该通道中的流动细节和机理，用目前的实验手段难以表征和分析。中科大团队研究发现，分子尺度下固液界面作用将增大水传输的驱动力，从而大大提高水的输运效率，使得纳米尺度下的流体输运表现出跟宏观尺度截然不同的尺寸效应。该研究揭示了固液界面相互作用对纳米流动行为具有决定性影响。

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