纳米多孔颗粒在非润湿液体中的悬浮为超流体、传感和能量转换的不足提供了独特的解决方案,但为了系统的可重用性,浸入的液体不完全流出纳米孔,这对纳米孔的悬浮提出了挑战。
近日,美国弗吉尼亚大学Baoxing Xu,密歇根州立大学Weiyi Lu报道了通过系统地研究纳米孔壁表面和浸入的液体溶液的表面处理,提出了调节液体自发连续流出疏水纳米孔的基本约束机制。
文章要点
1)全尺寸分子动力学模拟表明,纳米孔壁表面接枝的硅链促进了液体分子的疏水约束,促进了分子外流;而离子的引入则削弱了疏水约束,堵塞了分子外流。
2)对一系列纳米孔/非润湿液体材料体系进行了一步和多步准静态压缩实验,实验结果证实了纳米孔/非润湿液体材料体系的流出机理,与模拟结果吻合较好。
这项研究提供了对受限液体从疏水纳米孔中流出的基本理解,对于设计具有可靠和健壮可重用性的新兴纳米孔-液体功能系统具有潜在的帮助。
Yuan Gao, et al, Spontaneous outflow efficiency of confined liquid in hydrophobic nanopores, PNAS, 2020
DOI:10.1073/pnas.2009310117
www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.2009310117