提高水分子流出纳米碳管速度的特殊水分子偶极排布研究

使用分子动力学的方法,研究了水分子进出狭窄碳纳米管的过程.发现管口处水分子的偶极垂直于碳管时容易流出碳管.根据碳管中与之相邻的水分子的偶极方向可以把这种特殊构型分为2类.虽然,这2类特殊结构的出现概率非常小,但是它们对净流过碳管水分子的贡献与其它结构的贡献基本相同.这2种偶极排布中水分子比较接近管壁、远离Lennard-Jones势的平衡位置,导致这2种偶极排布中水分子能量升高,处于相对不稳定的状态,容易流出碳管.这个发现表明可以通过调控碳纳米管内的水分偶极方向控制管内的水分子流动.