当流体通道减小到纳米尺度时，流体分子与通道之间的相互作用将对流动产生重要影响，使纳米通道中的流体表现出与宏观流体完全不同的特性。对生命极为重要、分布最广的水，其在纳米通道中的填充、结构以及传输等方面的性质尤其引人瞩目。

　　单壁碳纳米管的管径约1.5 nm左右，是一种非常理想的纳米通道。理论研究(分子动力学)给出了大量研究结果，如水分子可以进入疏水的单壁碳纳米管内腔，形成特殊的氢键结构，展现出新奇的相变。但在实验研究方面, 难度非常大。目前主要利用大量的碳纳米管宏观样品进行研究，无法与理论计算的单根碳纳米管的结果相互验证比较。

　　国家纳米科学中心孙连峰研究小组等与中科院物理研究所解思深院士，顾长志研究员等合作，通过构建单根单壁碳纳米管多端器件，巧妙地采用了一种新型的四电极测量方法，首次对“内腔含水的”单根单壁碳纳米管进行了研究。通过一系列试验，他们证明：水进入到碳纳米管内腔后，纳米管上的电流/电压能够驱动管内的水分子流动，水流动速度与电流的大小呈线性关系(纳米泵)。同时，水的流动会在碳管中产生一个电动势(发电机)。这些有趣现象的机理是：单壁管中的自由载流子与管内的水分子将产生一定程度的耦合。通过这种耦合作用碳管内的载流子将动量传递给管内水分子，导致水分子的定向运动。这种水分子的定向运动使碳管中载流子产生定向运动。当载流子积累到一定程度后，载流子的定向运动达到平衡，此时就建立起了稳定的电动势。

　　本文的审稿人对该项工作给予了很高的评价：这是一篇非常有趣的论文，一根开口的单壁碳纳米管可以被用作‘电动马达’和‘发电机’；这将在纳米流体学中获得重要的应用。这篇文章报道的单根碳纳米管实验具有非常大的挑战性，我对论文的作者们成功地完成这项实验表示祝贺。该论文被评为very important文章，《先进材料》2008年3月28号以“News”在“Advances in Advance”栏目发表。

　　该研究得到了国家自然科学基金委员会、科技部和中国科学院“百人计划”项目的资助。