物理与材料科学学院

方海平:受限于纳米尺度空间的水的一些特性,从一维,二维到生物水

发布日期: 2016-11-17   作者:  浏览次数: 108

讲座题目:受限于纳米尺度空间的水的一些特性,从一维,二维到生物水

主讲人:方海平教授

主持人:刘宗华

开始时间:2016-11-23 14:00:00

讲座地址:闵行校区物理楼226报告厅

主办单位:物理与材料科学学院

报告人简介:

  方海平教授为中国科学院上海应用物理研究所研究员,中国科学院研究生院教授,博士生导师,复旦大学兼职教授。目前为水科学和技术研究室主任。方海平教授长期从事从宏观到微纳米尺度的理论物理和其他领域的交叉学科研究;近年来侧重界面水、纳米生物学和理论物理学的交叉研究,特别是纳米尺度空间中水的特性、其生物效应和其启发的物理机理研究。在国内外学术期刊发表论文100多篇,并多次在国内外国际会议上作大会、主题和邀请报告。研究工作已发表在《自然•纳米技术》(Nature Nanotechnology)、《美国科学院院刊》(Proc. Natl. Acad. Sci. USA)、《物理评论快报》(Phys. Rev. Lett.)、《美国化学会志》(J. Am. Chem. Soc.)、能源与环境科学(Energy Environ. Sci.)等国际权威杂志上。《自然•纳米技术》、《自然•材料》、《新科学家》(New Scientist)、《化学世界》(Chemical World)、《自然•中国》等国际著名期刊和网站从分子机器、分子棘轮、淡水处理、化学分离和药物传送等方面报道和介绍了这些工作。获中国科学院“百人计划”(终期考核评估获“优秀”)、国家杰出青年基金,上海市学科带头人、领军人才,朱李月华奖。

报告简介:

  地球上参与各种物理、化学和生物过程的水绝大部分以界面/受限水的形式存在。我们认为,在微观甚至分子、原子层面上水的性质和行为,才是理解水在各种物理、化学和生物过程中之角色的关键。本次报告的内容将集中在这些方面我们的一些相关进展,包括:

  在(准)一维生物和纳米管道中水的独特流动特性:我们参考生物水通道aquaporin的结构,展示了水在类似生物通道的纳米管道内的一系列与宏观不同的特殊性质,包括对力学、电学信号的特殊响应特性;提出了长达十几年的纳米碳管作为水处理膜中的困难根源和可能解决方法。

  在二维表面,通过分析表面结构与水分子结构的匹配和离子与表面的作用,提出“分子尺度亲水性”的概念:在这样的表面既可以存在宏观的水滴,也可以存在分子尺度的水层,而传统理论认为,表面上只能存在其中一种现象。

  我们还讨论了生物界面水的作用----纳米气体和颗粒导致蛋白的功能缺失,石墨烯通过大量抽取细胞膜上的磷脂分子破坏细胞膜的结构,这些研究有利于从分子机理理解(人们认为没有化学作用的)惰性气体的生理麻醉效应。