上海应物所等界面水的微观性质研究取得系列进展
饮用水短缺、土壤保湿、植物抗旱、生物分子功能的理解以及药物分子的水溶性等都是目前工业社会面临的问题，因此理解微观尺度水的行为及其基本性质具有重要的意义。最近，中国科学院上海应用物理研究所水科学与技术研究室在相关领域取得系列进展，三篇论文发表在《物理评论快报》（Physical Review Letters）（PRL 115，164502；PRL 115，186101和PRL 115，195901），英国的Chemistry World就其中的部分工作进行了专门报道。
海水脱盐是解决水资源危机的重要手段之一。尽管现在已有商业化的过滤技术，但是如何降低能耗依然是大问题。自2005年以来，多个实验表明碳纳米管膜具有很好的水透过能力，因而人们预期碳纳米管可以作为性能极佳的海水脱盐膜材料。至今十年过去，尽管碳纳米管膜的合成制造技术已经有了极大的提高，然而并没有相关实验表明碳纳米管膜具有海水脱盐效果。博士生刘健、博士石国升和研究员方海平等，采用经典力场与量子力学计算结合的手段，提出造成这一困局的关键是离子会阻塞碳纳米管。造成这种阻塞的关键原因是离子与碳纳米管中的芳香环之间存在上世纪80年代才发现的阳离子-p相互作用。研究者发现了即使离子水合以后仍然与碳纳米管之间存在着强的阳离子-p相互作用，并建立了相关计算软件。基于此物理机理，研究人员提出了两种可能的改进方案，即管口修饰饱和基团以及施加电场，两者都可以在保持100% 的脱盐率的条件下，将碳纳米管在盐水中的水渗透性能提高到接近（> 60%）其在纯水中的性能。该研究工作被英国的Chemistry World 以《纳米碳管海水脱盐膜研究可以重回正轨》为题进行了专门报道(Nanotube desalination could be put back on track)。
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