定制设计的原子尺度管道可随需应变

曼彻斯特大学的研究人员发现了如何创造史上最小的水和气管道，仅为一个原子大小。包含微小毛细管和空腔的材料被广泛应用于过滤、分离和许多其他技术中，没有这些材料，我们现代生活将不可能存在。这些材料通常是偶然或意外发现的，而不是经过精心设计。人们以前认为无法精确制造原子尺度的人造毛细管。现在，曼彻斯特大学的一个研究小组展示了如何实现不可能，这项成果发表在《自然》杂志上。这项新技术优雅、灵活、简单而引人注目。实际上，这种技术与著名的石墨烯正好相反。人们通常通过将石墨片使用胶带剥离出一个碳原子平面，也就是石墨烯。而这项新研究中，曼彻斯特科学家同样从石墨中剥离了一条石墨烯带，但却舍弃了石墨烯，专注于剩下的部分：石墨结晶内的超薄空腔。这种原子尺度的空腔可以由各种材料制成，不仅可以达到所需的尺寸，还可以选择毛细管壁的性质。这些空腔可以是原子级平滑或粗糙、亲水或疏水、绝缘或导电、带电或中性等。由设计师属性的如此狭窄隧道潜在的可能性仅受想象力限制。在这个真正原子尺度上，材料的性质预计与我们在宏观世界中熟悉的性质大不相同。为了证明他们所研究的原子尺度空腔的情况，曼彻斯特小组测试了水如何通过这些超窄管道流动。出人意料的是，他们发现水以很小的摩擦力和高速流动，仿佛通道比实际宽度大上许多千倍。这项工作得到了劳埃德船级社基金会、欧洲研究理事会和皇家学会的支持。