第一作者：L. Fumagalli

通讯作者：L. Fumagalli, A. K. Geim

通讯单位：曼彻斯特大学（英国）

研究亮点：

发现了在纳米限域通道内，水的介电常数可从80降低为2。

水是生命之源。自古以来无论是哲学家还是科学家都从来没有停止过对水的探索。在水的各种性能中，高介电常数使得水成为一种良溶剂，在生物体内和技术工程领域发挥重要作用。

理论计算表明，对固体表面附近的水分子旋转运动的抑制，将降低其介电常数。这一现象虽然还没有得到实验证实，但是已经引起科学家极大关注，有可能对整个仿生应用和流体流动产生变革型影响。

有鉴于此，英国曼彻斯特大学诺奖得主A. K. Geim和L. Fumagalli团队系统研究了水在纳米限域空间流动的介电常数。

图1. 水在纳米限域空间流动的介电常数测量

研究人员基于绝缘的六方氮化硼和导电的石墨烯层两种超薄原子层构建了一种尺寸可在1-300 nm范围内调控的超薄通道。AFM对通道内水的电容模型测试表明，表层水分子的介电常数仅为2，而体相水的介电常数为80。

总之，这项研究为水的介电性能以及各种限域情况下流体流动行为的研究提供了新的视野。

图2. 实验装置

图3. 限域空间内水的介电成像

图4. 限域空间内水的介电常数

参考文献：

L. Fumagalli, A. K. Geim et al. Anomalously low dielectric constant of confined water. Science 2018.

http://science.sciencemag.org/content/360/6395/1339