Differences in water and vapor transport through angstrom-scale pores in atomically thin membranes
Notice bibliographique
Résumé
Abstract The transport of water through nanoscale capillaries/pores plays a prominent role in biology, ionic/molecular separations, water treatment and protective applications. However, the mechanisms of water and vapor transport through nanoscale confinements remain to be fully understood. Angstrom-scale pores (~2.8–6.6 Å) introduced into the atomically thin graphene lattice represent ideal model systems to probe water transport at the molecular-length scale with short pores (aspect ratio ~1–1.9) i.e., pore diameters approach the pore length (~3.4 Å) at the theoretical limit of material thickness. Here, we report on orders of magnitude differences (~80×) between transport of water vapor (~44.2–52.4 g m−2 day−1 Pa−1) and liquid water (0.6–2 g m−2 day−1 Pa−1) through nanopores (~2.8–6.6 Å in diameter) in monolayer graphene and rationalize this difference via a flow resistance model in which liquid water permeation occurs near the continuum regime whereas water vapor transport occurs in the free molecular flow regime. We demonstrate centimeter-scale atomically thin graphene membranes with up to an order of magnitude higher water vapor transport rate (~5.4–6.1 × 104 g m−2 day−1) than most commercially available ultra-breathable protective materials while effectively blocking even sub-nanometer (>0.66 nm) model ions/molecules.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».