丽莎·泽加，物理
（同organic）有机 图案化石墨烯、赛车和猎豹上纳米水滴速度的比较
信用:Papadopoulou等人
2019美国化学学会 在一项新的研究中，研究人员以高达每小时250公里(155英里)的速度推动纳米水滴穿过石墨烯表面，相比之下，这大约是短跑猎豹的两倍
水滴的超快速度不需要任何泵，而是简单地由于石墨烯表面的几何图案而发生，这在移动的水滴的前后产生不同的接触角来推动它们向前
君士坦丁堡苏黎世联邦理工学院的研究人员埃尔米奥尼·帕帕多普洛和佩特罗斯·库穆特萨科斯
伊利诺伊大学芝加哥分校的梅加瑞迪斯和詹斯·H
苏黎世联邦理工学院的沃尔特和丹麦技术大学在最近一期的《美国化学学会纳米》上发表了一篇关于快速移动的水滴的论文
“我们可以在纳米尺度上实现水滴的高速定向传输，不需要消耗任何能量，只需通过石墨烯的图案化，”库穆特萨科斯告诉《物理》杂志
（同organic）有机
“这可能在纳米制造和精确药物输送方面有重要应用
它也第一次为水在纳米尺度上的超快传输提供了一个简单的定量解释
" 这种纳米尺度/微米尺度的传输模式与宏观尺度上观察到的任何东西都非常不同
石墨烯表面在结构上被图案化，以产生从疏水到亲水的润湿梯度
每个纳米水滴由大约1500个水分子组成，然后被放置在表面
不同的表面图案在疏水区域产生大的接触角，在亲水区域产生较小的接触角
水滴前进端和后退端接触角的不同使水滴开始运动并加速它们前进
自然界中也发现了类似的机制，例如纳米布沙漠甲虫的表面和香蕉叶脉网
这些表面具有改善水的收集和运输的图案
在石墨烯的实验中，研究人员观察到水滴速度约为每秒100米，比报道的由某些其他方法(如表面能梯度)推动的水滴的最高速度快两个数量级
不出所料，由于较大的液滴惯性增大，与表面的摩擦增大，较小的液滴比较大的液滴移动得更快
在分析了水传输的潜在机制后，研究人员得出了一个标度律，并开发了一个可用于预测液滴轨迹的模型
这些信息可用于设计未来潜在应用的设备，如纳米和微米系统的高效药物输送、发电和超快速散热
研究人员计划在石墨烯以外的地方进一步研究高速水传输机制
“我们正在研究水在其他纳米结构中的超快传输，比如碳纳米管，”库穆特萨科斯说
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