设计高效快速通水的人工纳米器件和纳米机器是当前纳米技术领域中重要的研究方向之一。中科院上海应用物理所方海平课题组运用分子动力学模拟方法发现，在纳米尺度下，管道外环境对纳米管内水流的影响非常可观，不同的外界微环境导致通过管道的水流量可以有两倍的差异。

 

研究过程中，方海平等在单壁碳纳米管外面设置了不同数量和不同位置的石墨片和水。结果表明，靠近单壁碳纳米管外壁的水分子越多，通过碳管的水流量越小；单壁碳纳米管外壁的石墨片也会导致水流量的减小。同时，通过计算碳管内水分子与管外的分子的相互作用势，可以在物理原理上解释得到的数值模拟结果。该研究成果有助于高速传输水的分子机器的设计，也有利于理解水分子穿过生物水通道时外界磷脂层对其传输行为的影响，水分子穿过单壁碳管和多壁碳管的传输行为的区别等。

 

该项研究工作由中科院上海应用物理研究所与苏州纳米所、上海交通大学和浙江师范大学的研究人员共同合作完成，得到了中国科学院、国家自然科学基金委、国家科技部和上海市人民政府（通过上海超级计算中心）的共同资助。研究结果发表在国际权威科学期刊《物理评论快报》上（Physical Review Letters 101，257801 (2008)）。（来源：中科院上海应用物理研究所）