通过电压调控限域水分子的动力学具有许多重要的应用前景。但是膜材料的功能存在许多局限，包括电压控制的范围，而且人们不清楚其中的动力学。

有鉴于此，华东理工大学轩福贞教授、张博威研究员等报道异常的电化学门控能够对阳离子掺杂的多层Ti₃C₂膜材料，并且控制限域水分子的动力学。 

本文要点

（1）

通过施加电压能够快速提高水分子的渗透速率，当施加的过电势为0.9 V，达到最大的水渗透速率。随后，在0.9 V开始渗透率开始降低。在低于0.9 V的过电势，电场能够影响水分子的带电情况和极性，并且在2D通道内形成规则排列的密集水分子，从而加快水分子的渗透速率。在高于0.9 V，通过金属阳离子的帮助，电流导致水分子团聚形成簇状结构，限制了水分子的移动。

（2）

基于这些电化学对限域水分子渗透的影响，发展了高性能湿度传感器，从而能够通过电化学控制的方式改善响应速率和恢复速率。这项工作有助于发展智能膜材料和纳米流体传感技术。

参考文献

Chu, T., Zhou, Z., Tian, P. et al. Nanofluidic sensing inspired by the anomalous water dynamics in electrical angstrom-scale channels. Nat Commun 15, 7329 (2024).

DOI: 10.1038/s41467-024-51877-7

https://www.nature.com/articles/s41467-024-51877-7