世界首個“納米水泵”在上海問世
http://kadhoai.com.cn 2026-04-28 15:07:56 來源:新華社
據上海《文彙報》報道,世界首個納米尺度“小水泵”設計最近在中國科學院上海應用物理研究所誕生。
這個“納米水泵”能驅趕水分子排成一串“單人”長隊,源源不斷地飛快通過納米碳管“隧道”——這可能為人類汙水處理、海水淨化找到更簡捷易行的途徑。相關的論文刊登在最近出版的國際著名學術期刊《自然·納米技術》上。
jinrunamishijie,xiangrangshuiwangyidingfangxiangliu,jiubuxiangzaihebianangeshuibengchoushuinamejiandanle。kexuejiayizhixiangzhaodaoyizhongfangfa,rangnamishuibengyenengxianghebiandeshuibengnayang,yitongdianjiunengbashuiwangyidingdifangsong。
水為何能有序地進出細胞膜?生命體裏的蛋白質水通道,給了上海應用物理所方海平等研究人員靈感——一種蛋白質用自己氨基酸殘基形成的微弱電極,“牽引”水分子挨個進入或退出細胞,井井有條。
論文第一作者、上海應用物理所在讀博士研究生弓曉晶在導師的指導下,將蛋白質上的微弱電極“仿真”到納米碳管的模型上,讓水分子在電場的牽引下,列隊通過細小到僅容單個水分子通過的納米碳管。
令科學家感到意外的是,在納米尺度下,水分子排隊過“隧道”的速度異常迅速——幾乎是從經典流體力學估算出的流速的1萬到10萬倍。
美國肯塔基大學化學材料工程係布魯斯·J·辛茨教授在雜誌的特約評論中對“納米水泵”的應用前景給予了高度評價:“分fen子zi動dong力li學xue模mo擬ni揭jie示shi,這zhe個ge納na米mi泵beng的de新xin概gai念nian可ke以yi在zai嵌qian在zai高gao分fen子zi基ji質zhi中zhong的de大da麵mian積ji碳tan管guan膜mo中zhong得de到dao驗yan證zheng。有you了le這zhe一yi平ping台tai,與yu細xi胞bao內nei控kong製zhi化hua學xue輸shu運yun的de相xiang似si機ji製zhi將jiang會hui應ying用yong到dao更geng大da的de人ren造zao薄bo膜mo上shang。這zhe對dui宏hong觀guan尺chi度du下xia的de化hua學xue分fen離li、水的淨化、傳感檢測以及藥物輸運有著重要的應用。”