研究水在碳纳米管内的输运在水清洁和海水淡化方面有着重要意义,但大部分的研究工作主要集中在一个完整的碳纳米管。对此,本文采用分子动力学方法模拟和调控了水分子在非连续纳米管道内的行为,主要研究工作如下:1.研究电场在不相接的纳米通道中增强水桥的影响。给定一个最佳的电场和纳米间隙,水桥可以在不相接的纳米通道中稳定存在。在电场强度一定的情况下,施加平行电场是在不相接的纳米通道中形成水桥的最有效途径。改变电场的方向,电场强弱与水桥的加固和破坏有一定的关系。2.研究在电场影响下水分子通过大纳米间隙的不相接的纳米通道的转移特性。纳米间隙的宽度、不相接的纳米通道的半径、电场的强度都会影响水分子通过不相接的纳米通道的转移效率。纳米间隙宽度一定的情况下,施加适当的电场是提高转移速率最有效的方法。3.研究在相对低的压强作用下水分子通过有空腔的组合碳纳米管的占有率和转移速率。在压强一定的情况下,调节空腔尺寸是调控水分子通过组合碳纳米管的占有率和转移速率的最佳方法。4.提出一种可变分离的水通道,适当调节分离参数D就可以控制水的转移速率。参数D有临界值,低于临界值,水的转移速率随着参数D的增加单调增加,但高于临界值,水的转移速率随着参数D的增加单调减小。5.提出一种具有快速电场响应的带有线性纳米结的TCNT。电场和纳米结的半径都影响水分子的占用率和转移特性。在无电场或弱电场下,TCNT中的水占有率随着纳米结的增加而增加。但在强电场下,TCNT中的水占有率随着纳米结的增加而减小。随着电场强度的增大,具有较大纳米结的TCNT中的转移速率急剧下降,而具有较小纳米结的TCNT中的转移速率变化不大。