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

關(guān)鍵詞： 2010科學發(fā)展報告 2010 科學發(fā)展報告 中國科學院院士 

國家納米科學中心劉政與孫連峰研究員在《2010科學發(fā)展報告》上以“流體在碳納米管中神奇的輸運性”為題，對流體和水分子在碳納米管中的輸運性及其在工程技術(shù)上的應(yīng)用作了簡要介紹。

文章首先對碳納米管及其分類作了簡介。碳納米管作為一維納米材料，具有許多異常的力學、電學和化學性能。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。

文章接著介紹了流體和水分子在碳納米管中的輸運性。開口的碳納米管具有很強的毛細吸引力，多種金屬、化合物和氣體分子都能夠進入單壁碳納米管。這方面最受矚目的當屬水分子在碳納米管中的輸運。由于生命體內(nèi)存在大量尺寸與單壁碳納米管相當?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行為揭示細胞膜上水通道的運作機制，洞悉生命的秘密。理論研究和實驗均表明，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，其流速比理論估計的高1~3個數(shù)量級。與商業(yè)化的聚碳酸酯薄膜相比，在孔徑小一個量級的基礎(chǔ)上，滲透率高出數(shù)個量級。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控制管內(nèi)氣體的流動。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)電機原型也已被實驗證實。

最后作者認為，關(guān)于碳納米管的研究結(jié)果既可以讓我們對受限空間和維度下流體輸運有更加深刻的認識，也為后續(xù)的實際應(yīng)用打下了堅實的基礎(chǔ)。（摘自中國科學院“科學發(fā)展報告”課題組撰寫的《2010科學發(fā)展報告》）

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