Scaling behaviour for the water transport in nanoconfined geometries.
Scaling behaviour for the water transport in nanoconfined geometries.
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DOI：
10.1038/ncomms4565
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发表时间：
2014-04-03
影响因子：
16.6
通讯作者：
Decuzzi, Paolo
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Chiavazzo, Eliodoro;Fasano, Matteo;Asinari, Pietro;Decuzzi, Paolo
纳米限制几何结构中的水传输不同于体相，并且对纳米技术和生物技术具有巨大影响。这里分子动力学用于计算纳米孔内、纳米颗粒、碳纳米管和蛋白质周围的水的自扩散系数 D。对于近 60 种不同的情况，发现 D 与唯一参数 θ 呈线性关系，即 D(θ)=DB[1+(DC/DB−1)θ]，其中 DB 和 DC 分别是水的体积扩散和完全受限扩散。参数 θ 主要受几何形状影响，表示承压水量与总水量之比。 D(θ) 关系在过冷水的热力学中进行解释。作为一个例子，这种关系被证明可以准确预测磁共振成像造影剂的松弛响应。 D(θ) 关系有助于解释纳米限制条件下水分子的传输，并通过精确调节水迁移率来定制纳米结构。 不同配置下水传输的精确控制对于许多技术应用至关重要。基亚瓦佐等人。使用分子动力学模拟定义无量纲缩放参数，以充分描述各种纳米限制几何形状中的水自扩散系数。
The transport of water in nanoconfined geometries is different from bulk phase and has tremendous implications in nanotechnology and biotechnology. Here molecular dynamics is used to compute the self-diffusion coefficient D of water within nanopores, around nanoparticles, carbon nanotubes and proteins. For almost 60 different cases, D is found to scale linearly with the sole parameter θ as D(θ)=DB[1+(DC/DB−1)θ], with DB and DC the bulk and totally confined diffusion of water, respectively. The parameter θ is primarily influenced by geometry and represents the ratio between the confined and total water volumes. The D(θ) relationship is interpreted within the thermodynamics of supercooled water. As an example, such relationship is shown to accurately predict the relaxometric response of contrast agents for magnetic resonance imaging. The D(θ) relationship can help in interpreting the transport of water molecules under nanoconfined conditions and tailoring nanostructures with precise modulation of water mobility. A precise control of water transport in different configurations is crucial for many technological applications. Chiavazzo et al. define a dimensionless scaling parameter to fully describe the water self-diffusion coefficient in various nanoconfined geometries using molecular dynamic simulations.
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影响因子：
5.5
作者：
Hess, Berk;Kutzner, Carsten;Lindahl, Erik
通讯作者：
Lindahl, Erik
DOI：
10.1073/pnas.0603253103
发表时间：
2006-08-29
影响因子：
11.1
作者：
Chen, Sow-Hsin;Mallamace, Francesco;Liu, Li
通讯作者：
Liu, Li
影响因子：
5.6
作者：
LEE, B;RICHARDS, FM
通讯作者：
RICHARDS, FM
影响因子：
2.9
作者：
Fechete, R;Demco, DE;Navon, G
通讯作者：
Navon, G
影响因子：
14
作者：
Key, Jaehong;Aryal, Santosh;Decuzzi, Paolo
通讯作者：
Decuzzi, Paolo