碳納米管(CNT)孔模仿水通道的結構,可支持極高的水傳輸速率,使其成為構建人造水通道和高性能膜的有力候選者。在優化的實驗條件下,我們測量了直徑為0.8 nm的CNT孔蛋白(CNTP)(嵌入脂質膜中的短CNT片段)來測量水和離子的滲透率。通過CNTPs測得的水傳輸活化能與典型的單排水傳輸阻隔值一致。在CNTPs中,對水傳輸進行適當的元動力學模擬也報告了相似的活化能值,并提供了水進入這些通道的分子尺度機制的細節。CNTPs強烈排斥氯離子,并顯示出與商業脫鹽膜相當的水鹽滲透選擇性值。
Fig. 1. CNTPs的透水性。
Fig. 2. 水在CNTPs中的轉運活化能。
Fig. 3. CNTPs中水運的模擬。
Fig. 4. CNTP的Cl
-離子輸運和水-鹽滲透選擇性。
相關研究成果于2020年由美國勞倫斯·利弗莫爾國家實驗室Yuhao Li第一作者,發表在Science Advances(DOI: 10.1126/sciadv.aba9966)上。原文:Water-ion permselectivity of narrow-diameter carbon nanotubes。
轉自《石墨烯雜志》公眾號: