然而 ， 当存在扰动时 ， 由于离子必须以水合的形式进行传输 。 因此 ， 轴向的密度振荡会对离子传输产生极大影响 ， 甚至在足够的扰动强度下 ， 离子会被完全阻隔 。
这种阻隔离子的过滤机制 ， 不同于尺寸效应、电荷效应等 ， 是此前未曾被报道过的全新机制 。 而其中水的流量 ， 基本和扰动的强度呈线性的反比关系 。
举例来说 ， 像碳管这种一维通道 ， 它本身具有超滑特性 ， 水在其中的输运非常快速 ， 这让研究人员得以利用这种性质进行盐水分离 。
因此该方法不仅能控制产出的溶液浓度 ， 还能控制流量 。 尽管这两者存在一定程度的耦合 ， 但在一定区间内获得的可操控度依旧很可观 。 其次 ， 这种特性还可用于制造基于微纳流的功能性器件 ， 例如流体逻辑门控器件、整流器件等 。
不仅如此 ， 类弗里德尔振荡引起的选择性输运特性 ， 为认识生物体系中的相关通道提供了重要借鉴 。
将为水伏能源的微观起源提供理论支撑
研究伊始 ， 张助华致力于建立一个和电子弗里德尔振荡类似的模型 ， 以便给本次发现提供更深入的物理认识 。
经大量尝试之后 ， 他发现这是一个不可能的路径 ， 因为已有的量子模型的嵌套 ， 总是和模拟结果有很大出入 。
后来 ， 该团队打算完全脱离量子模型 ， 从统计力学出发 ， 采用更合理方式 ， 来描述这种类弗里德尔振荡 。 最终 ， 如愿获得了和模拟结果匹配的理论模型 。
“科学研究就是如此 ， 如果被某个领域的固有知识框架所束缚 ， 往往求而不得 。 但当你跳出来 ， 用旁观者的眼光审视自己的工作 ， 从更合理的角度出发 ， 采用更契合逻辑的思想 ， 往往能收到很好的效果 。 ”论文一作薛敏珉博士表示 。
后续 ， 该团队会在固-液界面水的相关体系里 ， 做进一步拓展研究 ， 主要会集中在非完美体系、即前面提到的扰动体系 。
接下来的研究将不限于一维受限水或单一扰动 ， 而是会更加贴近实验设计 ， 例如通过表面处理工艺获得微纳流器件等 。
该团队设想的这种体系 ， 与许多实验体系非常类似 ， 但也对现有理论和模拟方法提出了挑战 。
此外 ， 最近一些研究表明 ， 许多经典流体的相关理论或模型 ， 在微纳尺度系统里不再适用 。 要想与实际观测契合 ， 还得做出相应的改进 。
因此 ， 考虑到微纳尺度流体系统的多变性 ， 尤其是多孔材料的结构复杂性 ， 该团队打算研究那些结构上存在分叉、或处于网络型多孔结构中的微纳流体 。
薛敏珉总结称：“我们希望能在这些非完美的、更贴合实际应用场景的系统中 ， 发现新现象和新规律 。 同时 ， 通过对微纳流的深入认识 ， 希望能为水伏能源的微观起源 ， 提供理论支撑 。 ”
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参考：
1、Xue, M., Hu, Z., Qiu, H., Shen, C., Guo, W., & Zhang, Z. (2021). An analog of Friedel oscillations in nanoconfined water. National Science Review.

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