通过同位素标记测量基于石墨烯的纳米通道中的超快液态水输运
化学物理
2015-02-11 v2 介观与纳米尺度物理
材料科学
摘要
基于石墨烯的层状材料通过简单堆叠石墨烯片形成超长且曲折的纳米毛细管，在过滤和分离方面具有巨大前景。然而，关于液态水跨膜渗透的信息仍然缺乏，而这是基于溶液的质量输运中最基本且至关重要的问题。在此，基于同位素标记技术，我们在无外部静水压力的条件下研究了液态水通过基于石墨烯的纳米毛细管的输运过程。液态水可以无阻地渗透通过基于石墨烯的纳米通道，其扩散系数比通过亚微米级聚合物通道大 4~5 个数量级。当在源中溶解离子时，离子通过石墨烯通道的扩散系数与水处于同一数量级，而离子扩散速度快于水，表明离子主要由快速水流输运，且离子与纳米毛细管壁之间的微妙相互作用也在加速离子输运中发挥作用。
引用
@article{arxiv.1405.4722,
title = {Ultrafast Liquid Water Transport Through Graphene-Based Nanochannels Measured by Isotope Labelling},
author = {Pengzhan Sun and He Liu and Kunlin Wang and Minlin Zhong and Dehai Wu and Hongwei Zhu},
journal= {arXiv preprint arXiv:1405.4722},
year = {2015}
}