記者從中國科學技術大學獲悉，該校材料力學研究團隊與諾貝爾物理學獎得主、英國曼徹斯特大學安德烈·海姆教授團隊合作，近期實驗制備出最小尺寸的石墨烯通道，可以顯著提升納米尺度下水的輸運效率，為設計用于海水淡化、氣體分離、人體仿生的新型納米流體器件提供了技術基礎。
石墨烯是由碳原子構成的只有一層原子厚度的二維晶體，它不僅是一種最薄的材料，而且表面十分光滑。利用石墨烯的這一特點，研究人員提出一種構筑納米通道的新方法，把大小不同的石墨烯堆垛起來，形成尺寸在納米量級的毛細管道。這種超微小的毛細管道的尺寸調整精度可控制在0.34納米，是迄今為止實驗室內能制備的最小尺寸的納米通道。
據了解，納米尺度下的物質輸運是當今理論和實驗研究的焦點之一。中科大材料力學行為和設計重點實驗室研究團隊采用理論分析和分子模擬方法，研究了納米通道中的水傳輸機理，發現分子尺度下固液界面作用將增大水傳輸的驅動力，從而大大提高了水的輸運效率。
日前，國際權威學術期刊《自然》發表了該成果。論文的共同通訊作者、中科大特任副研究員王奉超介紹，該研究不僅對納米尺度下流體輸運機理的理解和認知產生重大影響，而且對新型納米流體器件的設計和開發具有重要參考意義，有望拓展石墨烯等二維材料在海水淡化和氣體分離等方面的應用。
“人的生命體中有不少納米尺寸的通道，如果能開發出仿生器件，將具有重大的醫療意義，這是我們當前的研究方向之一。”王奉超說。
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