纳米通道形状对水输运性质影响

【作者】 魏宁； 张吉成；

【机构】 西北农林科技大学材料与结构工程系；

【摘要】 纳米尺度下的物质输运是当前能源、环境和生物医疗等领域中的关键问题之一,其微观机理具有重要的基础科学意义和实用价值。碳基纳米材料,如碳管、石墨烯(及其衍生物)具备天然纳米尺度通道,为研究纳米受限体系下的物质输运提供了理想的平台。由于多孔材料内部纳米通道具有结构的多样性,不同纳米通道形状和尺寸影响了受约束体系分子排列的微结构和输运性质。然而,目前相关的研究还比较缺乏。本文以理论分析和分子模拟为主,并结合辅助的实验手段,研究受限体系下通道几何结构和受限尺寸耦合效应对输运和过滤性质的影响等关键的科学问题。目的是通过对材料组成单元进行微纳米加工(如折叠、折痕、裁剪等),实现对通道几何结构的定量调控,并揭示纳米流体分子微结构对摩擦、扩散等物理性质的影响机理。立足于基础科学发展和工程需求,研究结果将为多孔过滤材料在离子过滤、海水淡化和清洁能源制备等领域的应用提供理论和技术支撑。更多还原