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　　納米通道中的離子輸運(yùn)特性與機(jī)理是研究細(xì)胞離子通道、離子整流與納濾過濾的基礎(chǔ)。納米孔道結(jié)構(gòu)與表面修飾對離子輸運(yùn)調(diào)控的研究工作已有諸多報道，但關(guān)于電場對于納米孔道表面與離子輸運(yùn)的影響尚不清楚。

　　中國科學(xué)院近代物理研究所科研人員利用HIRFL高能微束裝置的單離子輻照技術(shù)和徑跡蝕刻法制備的PET單納米孔道，系統(tǒng)地研究了電場調(diào)控對納米通道表面電荷與離子輸運(yùn)的影響。研究發(fā)現(xiàn)二價和三價陽離子對PET納米孔道分別具有可逆和不可逆的表面電荷修飾作用，首次報道了納米孔道離子整流狀態(tài)轉(zhuǎn)變的閾值電壓存在。在電場作用下，納米孔道離子傳輸特性轉(zhuǎn)變主要是由于超過閾值電場時，孔道表面PET分子鏈的羧基-陽離子鍵破裂導(dǎo)致陽離子解離與孔道表面分子鏈重排，從而引起表面電荷密度與等效納米孔道口徑變化。這些發(fā)現(xiàn)可能揭示了電壓門控生物離子通道的工作機(jī)制，為微納孔道離子整流與過濾控制提供了新的視角，在離子分離、生物分子檢測和納米通道能量收集等領(lǐng)域有著潛在的應(yīng)用前景。

　　該工作得到國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目支持，成果發(fā)表在期刊ACS Applied Materials & Interfaces上。

　　文章鏈接

圖1 多價態(tài)離子濃度對納米通道中離子載流子的影響

圖2 納米孔道的離子傳輸特性在超過閾值電場時發(fā)生狀態(tài)轉(zhuǎn)變