碳纳米管是由碳原子组成纳米管状结构,呈类石墨晶格。实验和模拟计算都表明,碳纳米管中的水,由于界面接近无摩擦,可以超高速流动,完全超过经典模型的理论预测。这一现象激发科学家对基于纳米管的薄膜的大量研究及其在脱盐,纳滤以及能量捕获等领域的应用。
问题在于:水在碳纳米管中的流动机理,以及水-碳界面行为仍然未有定论,难以指导新型材料的可控设计和实际应用。
有鉴于此,研究人员报道了一种纳米喷流检测技术,可以超高灵敏度检测单根碳纳米管中压力驱动的流动速率和透过性。

图1. 纳米喷流技术检测单根碳纳米管中流体流动!
研究表明,碳纳米管中水的摩擦系数受半径影响:碳纳米管半径越小,摩擦系数越低。另外,研究人员在BN中没有发现滑移现象。这可能是由于BN和碳纳米管虽然在晶体结构上比较类似,而电子结构大不相同。碳纳米管和BN中的这种流动现象的差异可能来自于界面的原子尺度差异。

图2. 半径影响 |