题 目：纳米（生物）通道内水分子的动力学研究：物理、生物意义和应用
主讲人：方海平
时 间：：2010年12月12日（周日）15：30开始
地 点：大礼堂
承办单位：东南大学物理系 研究生院
方海平简介：
1985年山东大学学士、1994中国科学院理论物理研究所博士。2002任中国科学院上海应用物理研究所研究员，博士生导师，复旦大学兼职教授。
近年来侧重纳米生物学和理论物理学的交叉研究。在国内外学术期刊发表论文80多篇。其中，纳米尺度水的生物效应和生物启发的物理和应用研究系列工作已发表在《自然》子刊—《自然•纳米技术》（2007）、《美国科学院院刊》（2007、2009）、《物理评论快报》（2008、2009）、《美国化学会志》（2005、2009）、《德国应用化学》（2010）等国际权威杂志上。《自然•纳米技术》的“新闻和评论”栏目刊发文章专题报道其工作。工作还被英国的《新科学家》、《化学世界》、《自然•中国》等国际著名期刊和网站报道。应邀在国际学术期刊J. Phys. D: Applied Physics写主题综述来系统阐述纳米水通道的物理、生物特性和应用前景。获中国科学院“百人计划”（优秀）、国家杰出青年基金，上海市学科带头人。
主要内容：
纳米管道中水的传输对生物、物理和纳米技术等都非常重要。生物细胞膜上的蛋白水通道（发现者获2003诺贝尔化学奖）为我们提供了水高速传输并能阻挡离子通过的样板。在这个报告中，基于分子动力学模拟，我们将介绍约束在纳米通道中水的一些特殊物理性质和相关的生物意义和应用前景。水分子在透过特殊尺度的纳米水通道时，表现出与宏观通道完全不一样的力学、电学响应开关特性，即：只有在通道壁形变和外界电场足够大时，通道内的水流动才受明显影响而突然减到非常小。而参考蛋白水通道上的电荷分布在纳米碳管附近设置电荷，可以使纳米碳管内水分子进行定向运动，达到纳米尺度水泵的效果。与宏观不一样，管道外环境对纳米管内水流的影响非常可观。而外置电荷与纳米通道内水的很强的相互作用，可以克服管壁对管内液滴定向运动的阻尼，从而实现对纳米管内水滴-生物分子混合体位置的操控，有望成为实现纳米管中的实验室（lab-in-nanotube）构想的关键技术。而约束在特定纳米管道内的水分子链，还可用于干扰很小的单电子信号传递和放大。而特定的表面还会导致水在原子水层上形成水滴这样奇异的现象。