解析纳米结构孔道和纳米流动对化工分离过程的加强作用
纳米流动一般是指流过至少一个维度介于1到100纳米尺度结构的流动现象。近二十年来，纳米设备制造技术的快速发展大大地提升了纳米设备的精度，同时也显著降低了生产成本。因此，纳米流动领域的研究逐渐成为人们关注的焦点。
与宏观或微米尺度流动不同，在纳米尺度下，纳米表面带电引起的双电层重叠、比表面积和熵效应等特殊现象都显著影响孔道内纳米流动行为，同时也是纳米流动在实际应用中所特有的优势。更高分辨率的检测手段，如原子力显微镜、扫描隧道显微镜等提升了我们对纳米结构的探测能力。以电子束、X光线和软刻蚀等为代表的刻蚀技术也为纳米设备的制造提供了有力手段。
在此基础上，传统和新兴的专业都对纳米流动现象进行了研究。深入了解基于纳米流动现象的设备和过程对于拓展传统化工研究领域具有重要的基础研究意义和应用价值。
纳米设备的制造方面，一维和二维纳米设备的制造工艺存在明显的差别，对于一维纳米孔道，制备比较简单，传统的技术即可以成功制备特定尺寸的纳米结构。但对于二维纳米结构来说，使用传统加工技术无法制备得到精确的结构，但电子束印刷、聚焦离子束刻蚀等先进制造技术的迅速发展，为二维纳米结构的宏量制备提供了有利条件。这使得纳米器件在DNA测序、药物释放、蓝色能源、离子电路等多个领域都得到广泛的利用。
比如，在生物分离领域，在充分利用纳米流动优势情况下，DNA和蛋白质的纯化速度和分离精度具有大幅度提升。在离子传输领域，电荷选择性的纳米孔道在实验中得到逐步证实和发展。
在海水淡化领域，不同材料组成的纳米孔道发挥着各自特有的优势。在气体分离领域，努森扩散在石墨烯和纳米孔道膜中的应用也显著提升了气体分离效率。
纳米流动现象在物理、化学、生物和工程领域均广泛存在，呈现显著的多学科交叉特点。这些年我们也见证了纳米流动理论与纳米设备及其应用的快速发展。纳米设备制造工艺的发展为理论研究提供了实验基础，而理论研究和计算机模拟也反过来指导着纳米设备的制造。
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