由碳纳米管的弯曲引起的水分子输运的开关
文献类型：学位论文
| 作者 | 王棽 |
| 学位类别 | 硕士 |
| 答辩日期 | 2009-06-01 |
| 授予单位 | 中国科学院上海应用物理研究所 |
| 授予地点 | 上海应用物理研究所 |
| 导师 | 方海平 |
| 关键词 | 分子动力学 单壁碳纳米管 一维水链 弯曲 开关 |
| 其他题名 | Gating of water flow induced by bending of carbon nanotube |
| 中文摘要 | 大小合适的单壁碳纳米管可以使水分子以一维水链的构型高效地通过，这使得碳纳米管可以作为研究水通道蛋白内水输运的理论模型。 一维水分子链输运的开关机制在生物和纳米科学方面都有重要的意义，有人发现通过对单壁碳纳米管加上横向压力，在某个压力的阈值范围内可以实现一维水分子链输运的开关。事实上，不论是怎样的输运通道，都可能存在着弯曲变形，这样的弯曲变形将导致输运通道的横截面变化，从而阻止水分子的通过。所以，对输运通道的弯曲也是实现一维水分子链输运的开关的一种办法。目前，在理论和数值模拟方面并没有针对输运管道的弯曲导致的一维水链输运的开关进行的工作。本文以单壁碳纳米管为简化模型，用分子动力学模拟的实验方法对碳纳米管的弯曲导致的一维水分子链输运的开关进行了研究。 把单壁碳纳米管的弯曲当作是一个热力学中的准静态过程，在分子动力学模拟当中，在0-30度之间，单壁碳纳米管被每隔两度弯曲成固定角度的弯曲构型，然后置于由石墨板分割的水分子体系中。在一定的渗透压下，通过对碳管的各个弯曲角度的构型系统内水分子流量的统计，找到实现水链开关的阈值弯曲角度的大致范围。进一步执行更加分割精细的弯曲角度的系统的分子动力学模拟，以找出比较精确的开关阈值角度。 对于单壁碳纳米管内的水分子概率分布的统计和在不同的弯曲构型下管内不同水分子数出现的构型的自由能统计，更加形象得给出在开关阈值区域内水分子从一维水链分布到水链断开的分布的过渡的描述。 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2012-04-11 |
| 页码 | 53 |
| 源URL | [http://ir.sinap.ac.cn/handle/331007/7347]  |
| 专题 | 上海应用物理研究所_中科院上海应用物理研究所2004-2010年 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 王棽. 由碳纳米管的弯曲引起的水分子输运的开关[D]. 上海应用物理研究所. 中国科学院上海应用物理研究所. 2009. |
入库方式： OAI收割
来源：上海应用物理研究所
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