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Die ausgezeichnete Permeation von eindimensionalem (1-D) eingeengtem Wasser über Membranchannels spielt eine Rolle in physiologischen Prozessen und inspiriert weitgehend das Design neuartiger Nanogeräte und Materialien. Hier haben wir durch molekulare Dynamik-Simulationen einen Phasenübergang zur Superpermeation (ungefähr 1 Größenordnung Verbesserung) von eingeengtem Wasser über einen 1-D Wasserkanal vorgeschlagen, der durch einen Terahertz-Elektromagnetischen Stimulus mit begrenzter thermischer Wirkung verursacht wird. Der zugrunde liegende Mechanismus zeigt sich als Kombination aus Kraftanpassung und Frequenzresonanz zwischen einem relativ schwachen Stimulus und dem Wasserstoffbrücken-Netzwerk des 1-D eingeengten Wassers, und nicht dem Bulkwasser außerhalb. Diese Kombination verursacht einen anomal strukturellen Phasenübergang nur des eingeengten Wassers, während die thermische Wirkung des Bulkwassers effizient begrenzt wird. Unsere Ergebnisse sind vielversprechend für die Förderung der Entwicklung fortgeschrittener nanofluidischer Systeme und der Terahertz-Technologie und sogar für die physiologische Forschung.
Zhu et al. (Donnerstag) untersuchten diese Frage.
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