近日，我校數(shù)理與金融學(xué)院章其林課題組在納米水泵領(lǐng)域取得突破性進(jìn)展，相關(guān)成果以“Ultrahigh-Flux Water Nanopumps Generated by Asymmetric Terahertz Absorption”為題發(fā)表在國(guó)際頂級(jí)期刊《Physical Review Letters》上,，這也是安徽工程大學(xué)以第一單位發(fā)表在PRL上的研究成果,。章其林副教授為論文第一作者，我校材料科學(xué)與工程學(xué)院劉琪教授,，北京大學(xué)常超研究員以及上海理工大學(xué)朱智副教授為共同通訊作者,。
在納米世界里，操控大規(guī)模水單向傳輸是一個(gè)巨大挑戰(zhàn),，這是因?yàn)樗肿邮请娭行郧覠o磁矩,，電場(chǎng)或磁場(chǎng)都無法驅(qū)動(dòng)其單向流通?；谡n題組前期研究成果 [Phys. Rev. Lett. 110, 254501 (2013);Nanoscale 8,，1886(2016)；Phys.Rev.Fluids 7,114202(2022)] 和生物主動(dòng)輸運(yùn)機(jī)制的啟示,，在本研究中,，團(tuán)隊(duì)成員通過模擬太赫茲頻率的光輻照到左右不對(duì)稱的二維納米水通道上，發(fā)現(xiàn)特定頻率的太赫茲輻照能誘導(dǎo)通道內(nèi)受限水單向流通,，其最大水通量能達(dá)到先進(jìn)反滲透膜的1萬倍左右,。該工作開辟了太赫茲技術(shù)調(diào)控實(shí)現(xiàn)泵水通過納米通道的新路徑，首次提出“太赫茲光的不對(duì)稱吸收引起能量流”這一光控水輸運(yùn)的物理機(jī)制,。由于太赫茲波具有長(zhǎng)程可控,、高效無損和生物兼容等優(yōu)點(diǎn)，該太赫茲供能的棘輪式分子泵機(jī)制不僅有望能應(yīng)用在生物醫(yī)學(xué)和過濾膜領(lǐng)域,，幫助實(shí)現(xiàn)水和離子在生物/納米通道中的高效精準(zhǔn)輸運(yùn), 同時(shí)也能進(jìn)一步拓展太赫茲技術(shù)在過濾,、脫鹽、蒸發(fā),、能量轉(zhuǎn)換和生物調(diào)控等領(lǐng)域的綜合應(yīng)用,。研究工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金、安徽高校自然科學(xué)研究重點(diǎn)項(xiàng)目,，以及蕪湖市科技項(xiàng)目的資助,。
系統(tǒng)科學(xué)學(xué)科和能量存儲(chǔ)與轉(zhuǎn)化學(xué)科是安徽工程大學(xué)近年來重點(diǎn)發(fā)展的兩大新興交叉學(xué)科，該成果是數(shù)理交叉融合在系統(tǒng)建模與調(diào)控，以及光能轉(zhuǎn)化與應(yīng)用方向取得的重大研究進(jìn)展,，標(biāo)志著我校這兩個(gè)學(xué)科團(tuán)隊(duì)的科研實(shí)力和國(guó)際影響力得到了顯著提升,，接近國(guó)際一流水準(zhǔn)。
據(jù)悉,，PRL (物理評(píng)論快報(bào)) 是美國(guó)物理學(xué)會(huì)主辦的世界著名物理學(xué)頂級(jí)學(xué)術(shù)期刊,，致力于發(fā)表重要的、原創(chuàng)性強(qiáng),、具有廣泛物理興趣的研究成果,，并對(duì)全球科學(xué)社群起著重要的引領(lǐng)作用，其ESI總引用排名長(zhǎng)期位于物理學(xué)學(xué)科首位,。
論文鏈接：https://journals.aps.org/prl/accepted/87073Yc6W661ea805217150080cfbcd23b21715cb
（文：江志強(qiáng),；圖：章其林；審核：吳小太,、王宗乾）
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