Dynamisk gating-proces observeret ved hastigheder under 2 nm i nanokanaler

I en nylig undersøgelse offentliggjort i Matter , observerede kinesiske forskere den dynamiske gating-proces ved under-2 nm hastighed i nanokanaler.

Dr. Zhou Yahong ved Prof. Jiang Leis team fra det tekniske institut for fysik og kemi ved det kinesiske videnskabsakademi har sammen med forskere fra South China University of Technology og Peking University School og Hospital of Stomatology udviklet en ny nanoporøs gating-system, der præcist kan styre og observere dynamiske gating-processer.

I den naturlige verden modulerer celler normalt massetransport ved at finjustere placeringen af ​​nanokanaler, så de er placeret præcist ved membranen. Inspireret af celleydelsen er der blevet konstrueret adskillige kunstige nanokanaler med gating-egenskaber.

Før denne undersøgelse fokuserede forskerne på terminal "åbne" og "lukkede" tilstande som reaktion på ændringer i miljøer. Prof. JIANG Leis gruppe har afsluttet en række grundlæggende undersøgelser om smart gating nanoporøs membran.

Nu er forskerne nysgerrige på den dynamiske gating-proces. Det er dog stadig en udfordring at opnå nanokanalernes udsøgte tuningsradius, især ved en kvantitativ nanoskalahastighed.

I denne undersøgelse integrerede de den ledende polymer polypyrrol i nanokanalerne. De observerede, at graden af ​​sammentrækning eller hævelse af polymerfilmen er forbundet med mængden af ​​ladeelektroner og huller.

Derfor blev den kontrollerede dynamiske gating-proces gennem de ledende polymer nanoporøse membraner realiseret, hvis radius kunne modulere 1,5 nm hver gang med minimal værdi.

Desuden observerede forskerne direkte successive polymerkædevariationer på nanoskala (ca. 10 nm) ved atomkraftmikroskopi-topografi in situ. Dette blev også rost meget af fagfællebedømmerne.

"Lille driftsspænding (-0,5 til 0,8 volt) kombineret med 83% tykkelsesændring gør denne membran lovende til smarte nanorobot- og bioaktuatorapplikationer. Og styring af radiusændringen ved under 2 nm giver inspiration til den avancerede separationsmembran på nanoskala i fremtid," sagde Dr. Zhou. + Udforsk yderligere

Mekanismerne for øget fordampningsflux gennem nanokanaler