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2011年01月24日16:40 | 中国发展门户网 www.chinagate.cn | 给编辑写信 字号：T|T

关键词： 2010科学发展报告 2010 科学发展报告 中国科学院院士 

国家纳米科学中心刘政与孙连峰研究员在《2010科学发展报告》上以“流体在碳纳米管中神奇的输运性”为题，对流体和水分子在碳纳米管中的输运性及其在工程技术上的应用作了简要介绍。

文章首先对碳纳米管及其分类作了简介。碳纳米管作为一维纳米材料，具有许多异常的力学、电学和化学性能。近些年随着碳纳米管及纳米材料研究的深入，其广阔的应用前景也不断地展现出来。

文章接着介绍了流体和水分子在碳纳米管中的输运性。开口的碳纳米管具有很强的毛细吸引力，多种金属、化合物和气体分子都能够进入单壁碳纳米管。这方面最受瞩目的当属水分子在碳纳米管中的输运。由于生命体内存在大量尺寸与单壁碳纳米管相当的离子孔道，故可以通过研究水分子在碳纳米管中的输运行为揭示细胞膜上水通道的运作机制，洞悉生命的秘密。理论研究和实验均表明，水分子的确能够占据碳纳米管的内部通道。

文章随后还介绍了碳纳米管流体输运性的技术应用。霍尔特等发现，空气和水可以渗透两端开口的垂直碳纳米管阵列，其流速比理论估计的高1~3个数量级。与商业化的聚碳酸酯薄膜相比，在孔径小一个量级的基础上，渗透率高出数个量级。日本的真庭等提出，水填充的单壁碳纳米管能够用作一种纳米尺度的阀门来控制管内气体的流动。此外，碳纳米管也可作为流体传感器，基于碳纳米管的纳米发电机原型也已被实验证实。

最后作者认为，关于碳纳米管的研究结果既可以让我们对受限空间和维度下流体输运有更加深刻的认识，也为后续的实际应用打下了坚实的基础。（摘自中国科学院“科学发展报告”课题组撰写的《2010科学发展报告》）

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