石墨烯毛細(xì)通道中常溫下受限水以平面方形冰形式存在
2015年04月28日 9:10 3217次瀏覽 來源： 中國有色網(wǎng) 分類： 新材料前沿
科學(xué)家首次觀察到石墨烯毛細(xì)通道中常溫下受限水的存在形式：二維方形冰結(jié)構(gòu)。該成果由中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)吳恒安教授和王奉超特任副研究員與英國曼徹斯特大學(xué)Andre Geim教授課題組，以及德國烏爾姆大學(xué)Ute Kaiser教授課題組合作得出，發(fā)表在最近出版的《自然》上。
水是地球上最常見的物質(zhì)之一，不過界面處或者受限空間內(nèi)水的結(jié)構(gòu)和動(dòng)力學(xué)行為卻并不完全為人所知。此次由德國、中國、英國三國組成的聯(lián)合研究團(tuán)隊(duì)，通過實(shí)驗(yàn)和模擬發(fā)現(xiàn)，在常溫下受限于石墨烯片之間的水會(huì)整齊排列成規(guī)則的二維方形結(jié)構(gòu)。這是常溫下水的一種全新存在形式，突破了長(zhǎng)久以來人們對(duì)冰的已有認(rèn)識(shí)。該研究成果對(duì)于解釋低維空間內(nèi)水的快速輸運(yùn)具有重要意義。
吳恒安課題組在該項(xiàng)工作中做出的核心貢獻(xiàn)是采用分子動(dòng)力學(xué)模擬揭示了二維方形冰形成機(jī)理，在石墨烯片之間的分子間作用力影響下，使水中的氫鍵網(wǎng)絡(luò)從立體向平面轉(zhuǎn)變，從而形成有序的方形晶體結(jié)構(gòu)。模擬結(jié)果還預(yù)測(cè)，該二維方形冰結(jié)構(gòu)在受限空間內(nèi)是普遍存在的，在非石墨烯片及多種不同表面性質(zhì)的毛細(xì)通道內(nèi)也可能觀察到該特殊方形冰結(jié)構(gòu)的形成。
《自然》期刊網(wǎng)站以首頁頭條形式第一時(shí)間對(duì)該成果進(jìn)行了報(bào)道，并在同期的新聞視點(diǎn)欄目邀請(qǐng)國際著名水科學(xué)家、英國皇家學(xué)會(huì)Alan K. Soper院士，對(duì)該成果進(jìn)行了重點(diǎn)評(píng)論和展望。評(píng)論指出，該成果首次明確闡述了水在石墨烯毛細(xì)通道內(nèi)的形態(tài)和范德華力在納米尺度下起到的重要作用，有助于人們進(jìn)一步認(rèn)識(shí)生物通道內(nèi)或表面水的輸運(yùn)機(jī)制和流動(dòng)控制機(jī)理。
責(zé)任編輯：陳巖
如需了解更多信息，請(qǐng)登錄中國有色網(wǎng)：fu-jin.com了解更多信息。
中國有色網(wǎng)聲明：本網(wǎng)所有內(nèi)容的版權(quán)均屬于作者或頁面內(nèi)聲明的版權(quán)人。
凡注明文章來源為“中國有色金屬報(bào)”或 “中國有色網(wǎng)”的文章，均為中國有色網(wǎng)原創(chuàng)或者是合作機(jī)構(gòu)授權(quán)同意發(fā)布的文章。
如需轉(zhuǎn)載，轉(zhuǎn)載方必須與中國有色網(wǎng)（ 郵件：cnmn@cnmn.com.cn 或 電話：010-63971479）聯(lián)系，簽署授權(quán)協(xié)議，取得轉(zhuǎn)載授權(quán)；
凡本網(wǎng)注明“來源：“XXX（非中國有色網(wǎng)或非中國有色金屬報(bào)）”的文章，均轉(zhuǎn)載自其它媒體，轉(zhuǎn)載目的在于傳遞更多信息，并不構(gòu)成投資建議，僅供讀者參考。
若據(jù)本文章操作，所有后果讀者自負(fù)，中國有色網(wǎng)概不負(fù)任何責(zé)任。
