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世界首個“納米水泵”在上海問世

http://www.kadhoai.com.cn 2026-04-07 20:29:21 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。 
   進jin入ru納na米mi世shi界jie,想xiang讓rang水shui往wang一yi定ding方fang向xiang流liu,就jiu不bu像xiang在zai河he邊bian安an個ge水shui泵beng抽chou水shui那na麼me簡jian單dan了le。科ke學xue家jia一yi直zhi想xiang找zhao到dao一yi種zhong方fang法fa,讓rang納na米mi水shui泵beng也ye能neng像xiang河he邊bian的de水shui泵beng那na樣yang,一yi通tong電dian就jiu能neng把ba水shui往wang一yi定ding地di方fang送song。 
   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。”
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