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本文采用多种分子动力学(MD)模拟技术探究了单个甲烷、甲醇和乙醇分子在完全水化的跨膜环八肽纳米管8?(WL)4/POPE中的传输性质、探讨了完全脱水的8?(WL)4/POPE对醇/水混合物的分离,以及五种不同结构的(单纯的)环八肽纳米管对甲醇/水混合物的分离效果。分子的亲疏水性质及其尺寸都会影响分子在纳米通道中的扩散行为。疏水性的甲烷与肽管管壁间主要存在范德华相互作用,其在α-plane区域扩散较快,在midplane区域出现的概率较大。尺寸适中且具两亲性的甲醇分子,由于其与周围水分子间的静电相互作用和与管壁间的范德华相互作用相当,其在α-plane区域和midplane区域的扩散没有明显的差异,沿管轴的分布以α-plane区域略占优势。同样两亲性的乙醇分子,由于疏水基团较大,其与管壁间的范德华作用大于其与周围水分子间的静电相互作用,使得乙醇在α-plane区域扩散很快,并且很少出现在狭小的α-plane区域。PMF曲线揭示了三种分子通过环肽纳米管(CPNT)时扩散行为的差异。甲醇分子的偶极取向受到管口裸露羰基的影响,在管两端分别取正、负偶极态,在gap4内会发生翻转,然而肽管内腔受限的环境使得体积相对较大的乙醇分子的运动严重受限,基本保持进入CPNT时的分子取向。两亲性的醇分子均可以与管壁以及周围的水分子形成氢键相互作用,此外,它们还能与管壁形成单、双水桥,相比于甲醇,乙醇分子中的羟基离管壁更近,导致更多的水桥。无水的跨膜环八肽纳米管8?(WL)4/POPE可以用来有效分离醇/水混合物,对于甲醇摩尔分数(MF)?75%的甲醇/水混合物,管内甲醇组分的MF在99%以上,显示了极高的分离效能;对于乙醇MF?75%的乙醇/水混合物,该环肽纳米管可有效地用于乙醇的脱水。五种不同结构的单纯环八肽纳米管对甲醇/水混合物的分离效果不同,其中由亲水性谷氨酰胺残基Q和疏水性亮氨酸残基L或丙氨酸残基A构成的8?(QL)4和8?(AQ)4管对甲醇MF在10%~50%的甲醇/水混合物中的甲醇组分具有较优良的富集效果,当管外甲醇组分MF?20%时,8?[(WL)3QL]管对甲醇组分的富集效果也比较理想。