水分子在碳纳米管上的快速输运特性,引起业界相当的重视。经实验表明,碳纳米薄膜对水有很高的渗透性,如水分子在管径为1.3²nm碳纳米管上的渗透性比用流体力学泊肃叶公式预测要大几千倍,而在7nm管径的碳纳米管膜上更是测出高于流体力学理论预测值的4-5个数量级。分子在碳纳米管上之所以有如此高的扩散系数,一般认为原因归结于碳纳米管有非常光滑的内壁以及分子在管壁上的碰撞以镜面反射为主,而不是通常情况下的漫反射反弹。分子动力学模拟给出稀薄简单分子（如Ar,N₂,CH₄等）在亚纳米碳纳米管上（如（10,10）Armchair型）的自扩散系数约为标准状态下的气体的自扩散系数,比按照Knudsen公式预测的管道中扩散系数大100倍。定性上,模拟与Holt等人的实验预测结果一致,说明分子动力学模拟对碳纳米管中简单气体分子的扩散能给出大致正确的描述。然而水分子在纳米级疏水碳管中的扩散行为有截然不同的物理机理。由于水分子之间存在强烈的氢键,使得水分子形成不同结构的水链,分子是以团簇一起整体而进行扩散的,这也是理论模拟出现的困难之处。据作者所知,目前还没有理论给出纳米管中水分子扩散的满意的描述,也由于后面将讨论的原因,分子模拟也没能对水给出和实验上量级一致的高的扩散系数。和传统思路不同,本文提供了一种新方法,绕开自扩散系数的计算,直接模拟计算碳纳米管中水的输运扩散系数。模拟结果表明计算的输运扩散系数大小与实验测试的结果量级一致。