纳米级电子器件相较于宏观电子器件具有独特的优点,比如:尺寸小、功耗小、反应灵敏等,其应用前景比较广泛。但是,要让这些纳米器件实现自动化则还需要为其配备一个体积同样微小的纳米发电机,利用它从周围工作环境中吸取能量并转换成纳米器件工作所需要的电能,如此,纳米元器件就能实现能量自给,大大提高了纳米元器件的工作时长。计算机模拟实验研究结果表明:水分子可以借助外场在碳纳米管[1-3]内进行两端输运,当向碳纳米管内填满水分子时,在碳纳米管两端施加电场,碳纳米管壁上的载流子受电场影响产生定向运动,管内水分子自身的偶极子与管壁上的载流子之间由于相互耦合作用,在碳纳米管中呈现出定向运输;同样,由于耦合作用的存在,当碳纳米管中水分子产生定向运输时,又会使碳纳米管上的载流子产生定向运动,载流于的运动产生电能,我们将产生的电能[4-5]加以储存。这样就能实现纳米电子器件的自身供能需求,所以目前我们只需找到某种方式驱使碳纳米管中水分子做定向流动,纳米电子器件实现能量自给的设想就能实现。最近的一些研究结果表明,受限于碳纳米管中的水分子,当我们在管壁非对称性位置施加某种外力时,管内水分子呈现出了有序的定向运输[6]。在本文研究中,从生物分子通道模型中得到启发,根据假设构建了由锥形碳纳米管连接碳纳米板的周期性的非对称性实验模型,设置碳板中心碳原子可以上下振动来代替外界非平衡涨落驱使管中水分子运输,运用分子动力学模拟方法,通过改变碳原子振动频率,振动幅度,以及模拟温度等参数,发现在模拟过程中受限于碳纳米管中的水分子出现定向运输[7],为了更进一步了解纳米通道中水分子出现定向输运的机制,我们分析了不同区域内水分子径向密度分布,平均氢键,自由能能垒,以此来解析水分子在管内运输机制。