納米尺寸通道對于使蛋白質(zhì)透過膜的作用至關(guān)重要，可控制離子和分子流過生物細胞的內(nèi)外壁流量，繼而，這是許多使細胞保持持續(xù)的生物過程的關(guān)鍵。流控的納米通道在未來燃料電池和電池中將起重要作用。

美國能源部先進研究項目局能源部(ARPA-E)的首席科學(xué)家ArunMajumdar與加州大學(xué)研究團隊ChuanhuaDuan等人共同開發(fā)這一項目，成果已發(fā)布在《自然-納米技術(shù)（NatureNanotechnology）》雜志上。

改進離子傳送可提高燃料電池和電池的電力密度和實際的能量密度。雖然燃料電池和電池的理論能量密度由活性電化學(xué)材料決定，但實際的能量密度仍要低出許多，這是因為有內(nèi)部能量損失和非活性組分的應(yīng)用。改進離子運送可望減小燃料電池和電池中的內(nèi)部阻力，這樣可減少內(nèi)部能量損失和提高實際的能量密度。

研究人員發(fā)現(xiàn)，在2-nm親水的納米結(jié)構(gòu)中，離子傳送可大大提升，這是因為它們的幾何學(xué)排布和高的表面電荷密度所致。

現(xiàn)在的分離器大多為由聚合膜或非無紡織物組成的微孔層。嵌入2-nm親水的納米通道排列的無機膜可望用于替代現(xiàn)在的分離器，并改進實際的電力和能量密度。

研究人員的下一步工作將研究在親水的納米管中離子和分子的傳送，這種親水的納米管甚至小于2-nm。通過較小的幾何形狀和較強的水合作用動力，預(yù)計離子傳送甚至?xí)M一步提高。

研究人員正在開發(fā)嵌入2-nm親水納米管排布的無機膜，用于研究在水性和有機電解質(zhì)中的傳送，也將開發(fā)作為鋰離子電池用的新型分離器。