水管的进展

全世界几十亿人缺乏洁净水——如果不是每一天,然后在今年。气候变化、人口增长和工业化意味着缺水是只会变得更糟。海水淡化和净化策略因此在许多化学家的议程。

细胞具有水运蛋白质称为水通道蛋白能够选择性地移动超过每秒一百万分子,他们最快的膜通道之一。的5月份fluorine-based大环的渠道我们报道然而,改变水的速度,吹水通道蛋白。他们的潜在应用低能海水淡化和水分离系统有正确地生成多兴奋。

纳米技术和材料科学的基石是新的净水技术。但静静地支持这些领域的研究正试图拆开在分子尺度上的传输质量。和部分解体水约束下独特的物理化学性质,以及为什么他们偏离大体积的水。

增加宏观尺度水管的直径增加了流量减少表面积与体积比。这不是纳米水管。在这里通过最窄渠道水流速度最快。在水通道蛋白,水分子是局限于sub-nanometre直径的频道,这迫使流动的水分子链。在大体积的水相比,每个分子参加在四个氢键,每个水分子在单个链只有参与两个。就像大体积的水,水的氢键结构在纳米尺度上与它的不同寻常的特性。

当然还有很多我们不知道水运输,特别是在量子力学效应。例如,鉴于这种现象只是报道今年早些时候,我们还不知道如何普遍适用量子摩擦是多少。

水在纳米尺度上也容易受到任何频道的静电和介电性能和它的环境。这增加了额外的并发症在发展中膜结合纳米水通道。与任何膜技术,转变概念从实验室到大规模会污染周围设置障碍,稳定性、寿命和成本。水通道的研究已经成熟,但它仍然需要成熟。