作者安妮·斯塔克，劳伦斯·利弗莫尔国家实验室 嵌入在脂质双层中的碳纳米管孔蛋白，在碳纳米管孔蛋白的入口处具有阴离子(绿色)
阴离子完全水合，即
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被束缚的水分子所包围，在进入纳米管之前，水分子需要脱落
纳米管中的一个窗口(下图)显示了另一种阴离子，它会释放一些水分子并进入管内
信用:李忠武、菲克特·艾丁、团安·范和亚历克斯·诺伊/LLNL 试图确定带负电的离子如何挤过比人类头发小20000倍的碳纳米管并不容易
劳伦斯·利弗莫尔国家实验室的科学家不仅做到了这一点，而且他们发现这些离子对阴离子(一种带负电荷的离子)出乎意料地挑剔
这项研究发表在《美国化学学会纳米》杂志上
碳纳米管的内部孔隙结合了极快的水传输和离子选择性，这可能对高性能水脱盐和分离应用有用
确定哪些阴离子可渗透到纳米管孔中对许多分离过程至关重要，包括脱盐，脱盐通过去除盐离子将海水转化为淡水
“看到不同阴离子的不同选择性很重要，因为需要设计非常有选择性的膜来分离这些离子，”LLNL科学家亚历克斯·诺伊说，他是这篇文章的主要作者
“一个很好的例子是化学分离，在这种情况下，你总是需要选择性地去除某些物种
" 众所周知，单价(一价)阴离子很难分离，因为它们大小相似，没有化学活性
该论文的第一作者李忠武说:“对这种强烈的选择性差异的观察是基于纳米尺度的孔所特有的机制，因此有可能设计出对其他种类的化学物质具有选择性的膜。”
“这可能最终为新一代精密化学分离膜铺平道路
" 该团队使用荧光分析和停流光谱测定法来测定四种一价阴离子(氯化物、溴化物、碘化物和硫氰酸盐)通过窄0
8纳米直径的碳纳米管孔蛋白
测量显示出出乎意料的强差分离子选择性，不同离子的渗透率变化高达2个数量级
该团队随后应用第一原理分子动力学模拟，揭示了这种强烈的离子选择性差异的起源是阴离子进入狭窄的CNTP通道时部分脱水
“总的来说，水合能较低的离子比水合能较高的离子更容易渗透，”LLNL科学家、该研究的合著者团安·范(Tuan Anh Pham)说，他指导了这项研究的建模部分
这些结果为这些孔中离子选择性的机理提供了额外的见解，也指出了研究人员在设计人工离子选择性通道和膜时需要考虑的因素
" 未来的工作将研究其他类型的离子进入碳纳米管的活化能屏障
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