郑泉流等在《天然
来源:新赛季网 发表于2019-07-08 16:26:36 编辑:溥仪
摘要: 7月7日电 7月6日,清华大学微纳力学中心暨XIN中心郑泉流教授课题组在《天然-纳米技术》(Nature Nanotechnology)上在线宣布题为《由声子调制的水在碳纳米管

   7月7日电 7月6日,清华大学微纳力学中心暨XIN中心郑泉流教授课题组在《天然-纳米技术》(Nature Nanotechnology)上在线宣布题为《由声子调制的水在碳纳米管内的输运》(Water transport inside carbon nanotubes mediated by phonon-induced oscillating friction) 的研讨论文,论述了水在碳纳米管中活动的新机制。清华大学航天航空学院工程力学系2004级(博士)校友马明(2019年博士结业,后在英国伦敦纳米技术中心和以色列特拉维夫大学做博士后)是该论文的榜首作者,郑泉流和瑞士日内瓦大学教授Francois Grey(2018-2019为清华微纳力学中心教授)为论文通讯作者,清华大学工程力学系为论文的榜首完结单位。

   文章合作者还包含澳大利亚悉尼大学的L.M. Shen、以色列特拉维夫大学的M. Urbakh、清华大学微纳力学中心的吴帅、澳大利亚Monash大学的J.Z. Liu、西安交通大学刘益伦等。参加研讨的还有IBM的一个团队和数以万计的志愿者,是一个很有特色的国际合作研讨项目。

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  (a)水在碳纳米管内活动的示意图;(b)本研讨之前的试验、理论和本研讨的研讨规模。(c)活动阻力和流速之间的震动联系;(d)由水与碳纳米管中声子耦合引起的分散速度的进步。

   水资源危机是人类面对的最严重危机之一。全世界有将近10亿人缺少饮用水,每年有上百万人死于该危机引起的疾病。在曩昔十年间,与纳米活动相关的研讨已经在许多重要范畴产生了实践使用,例如海水淡化,纳米级过滤以及依据浸透效果的能量转化。其间,以碳纳米管的研讨和使用最为广泛。这些范畴均与处理水资源危机休戚相关。因而,了解水在碳纳米管中的输运机制具有极其重要的含义。目前为止,虽然理论研讨(例如分子动力学)已经在分子层面上提醒了许多该输运现象的相关机制,可是取得进一步的了解却好不容易。这是由于理论研讨中水流的速度要比试验中测得流速至少高两个数量级,该空白使得将理论研讨成果直接用于试验成果剖析变得好不容易。

   经过多年的尽力,经过在IBM赞助和上万名志愿者协助下完结的海量数据核算和剖析,本研讨初次弥补了该范畴理论与试验研讨之间的空白,发现了在流速和壁面阻力之间存在震动联系。在此基础上,本研讨进一步提醒了水在碳纳米管中活动的新机制,即该震动联系是由水分子的运动与碳纳米管中声子耦合所导致。该机制能够解说许多别致的现象,例如水在纳米通道里活动,将形本钱征的共振;这个本征共振,可大大进步溶在水中的其他元素的分散(进步300%)。这项发现,或许能够解说为什么生物系统纳米通道能够构成很高的输运;也能够引导新的类型的过滤膜,为处理水资源危机做出奉献。

   依据Web of Science - Journal Citation Reports供给的数据,Nature Nanotechnology的影响因子为34.048,在纳米科学与纳米技术类期刊排名榜首(1/79),在材料科学多学科类期刊排名第二(2/259)。该杂志为月刊,每年发文量约为120篇。

  

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