物质（分子）输运在自然界随处可见，并被人类所认识及利用，具体体现在食品、神经元、生物聚合物、药剂、有孔土壤及半导体掺杂过程等人类活动的领域。经长时间的探索，人类对物质输运规律的认识已有很大的进展，但绝大多数的研究只注意宏观系统的输运。对于微观系统的输运机制，却较少有研究者涉足。　　因此本课题是通过构建一维到三维的非平衡分子系统，并采用分子动力学与蒙特卡洛方法相结合的方式模拟输运的物理过程。进而我们基于菲克定律来探索非平衡系统的温度、浓度、扩散通量、扩散系数等参数相互影响的关系，并讨论和验证菲克定律在非平衡分子系统中的适用性。以致此新研究成果可以帮助人们进一步理解在人类不同活动领域中的分子输运微观机制。　　研究成果主要包括三部分：　　首先，在一维简化系统的分子输运研究中，我们发现L-J势的ε参数、原子质量、环境温度、平均浓度和输运长度对其输运扩散行为可产生具有不同规律的影响过程，但L-J势的σ参数并不产生影响。　　其次，在一维过渡到三维系统的分子输运研究中，我们发现空间维度、环境温度、平均浓度和输运长度对其输运扩散行为可产生明显的影响，但是碳纳米管手性在常温下并不影响输运扩散能力。　　最后，在三维系统不对称管的分子输运研究中，我们发现两类奇特的输运现象：第一类是分子泵效应，其泵的效率与碳纳米管的锥角、管壁吸引力、口径、环境温度、平均浓度和原子种类明显相关；第二类是是分子输运的方向性，与其相关的影响因素包括环境温度、原子种类、纳米锥的口径等。