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相似文献
 共查询到18条相似文献,搜索用时 78 毫秒
1.
人工构筑了基于分枝氧化铝纳米通道的串/并联复合的纳流体二极管体系, 其具有可调的离子整流性能. 在这种两级分枝结构的1-2-2, 1-2-3, 1-3-2和1-3-3型氧化铝纳米通道中, 若将每一个分枝节点等效为一个二极管, 那么其一级分枝节点相当于串联的1个二极管, 二级分枝节点相当于并联的多个二极管. 因此1-2-2和1-2-3型纳米通道的电路图可等效为并联的2个二极管与第3个二极管相串联, 1-3-2和1-3-3型纳米通道的电路图可等效为并联的3个二极管与第4个二极管相串联. 但由于1-2-2和1-2-3型以及1-3-2和1-3-3型的二级分枝的结构和数目不同, 可将这4种纳米通道等效为不同的串/并联复合特性的纳流体二极管体系, 并且表现出依次增大的离子整流. 即分枝氧化铝纳米通道内部一级分枝和二级分枝的结构或数目共同调控的表面电荷非对称性可以改变其离子整流性能. 进一步地, 具有代表性的1-2-2型分枝纳米通道的整流率随分枝通道长度的增加而增加, 这表明分枝部分对整个串/并联复合纳流体二极管的整流特性起到决定性的作用. 相比于以前的单个离子二极管体系, 这种具有串/并联复合特性的多级分枝氧化铝纳米通道将为构筑更复杂的仿生纳流体二极管的研究提供有价值的借鉴.  相似文献   

2.
周迪  孟哲一  张明辉  翟锦 《化学学报》2015,73(7):716-722
自然界中的生物孔道在生命过程中具有重要的意义, 在人工制备的仿生纳米器件上模仿生物孔道的离子输运性质是一项具有挑战性的课题. 我们制备了一种基于人工聚合物薄膜的纳米门控器件,这种纳米门控器件的离子输运性质可以通过调节体系的pH和温度来调控. 通过在人工聚合物薄膜上修饰功能分子聚赖氨酸(poly-L-Lysine)得到的门控器件能够模拟生物体中生物孔道的典型离子输运行为, 其离子输运性能受体系pH的控制, 可以通过调节体系的pH而限制纳米门控器件的导通方向. 同时, 在一定pH条件下调整体系温度也能够对离子输运性能产生影响, 而在其他pH条件下, 温度则不会对体系的离子输运性能产生明显的影响, 即这种基于人工聚合物薄膜的纳米门控器件具有对pH和温度的协同响应性能.  相似文献   

3.
从生物体离子通道中得到启发,研究人员开发了一系列仿生纳米通道,通过对内外表面的化学修饰,实现了在仿生纳米通道受限空间内离子转运的智能调控.目前的研究主要集中在均质膜方向,均质膜单一的结构和功能限制了其进一步发展,研发制备过程简单、稳定性好和功能多样的异质膜逐渐成为研究热点.与均质膜相比,异质膜被赋予单独使用均质膜时无法...  相似文献   

4.
以TiO2纳米线和Fe(NO3)3·9H2O为原料,在一缩二乙二醇体系中通过溶剂热反应制备了Fe3O4纳米粒子/TiO2纳米线异质结构.高分辨透射电子显微镜(HRTEM)观测结果表明,Fe3O4纳米粒子均匀地附着在TiO2纳米线上,并与TiO2纳米线之间形成了有效的复合.磁性研究结果表明,与文献报道的同粒径纯相Fe3O4纳米粒子相比,异质结构的阻隔温度点明显降低,异质结构的形成对Fe3O4磁性产生了影响.  相似文献   

5.
总结了近期银纳米粒子与氧化物纳米异质结构制备及应用研究进展情况,特别是银纳米粒子修饰的氧化钼纳米纤维异质结构、银纳米粒子修饰的钛酸盐纳米纤维异质结构、银纳米粒子@二氧化硅@银纳米粒子三明治异质结构的制备方法与性能表征.介绍了以上三种异质纳米复合结构的催化性能和银纳米粒子修饰的二氧化物纳米纤维异质结构的气体传感性能.  相似文献   

6.
李秀林  汪洋  翟锦 《化学学报》2016,74(7):597-602
在自然界的生物体系中,各种各样的离子通道对物质交换、能量输运等生理过程起着重要作用.用人工制备的仿生纳米器件模仿生物孔道的离子输运性质是一项非常具有挑战性的课题.通过在对称柱形聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)聚合物孔道中引入非对称结构,获得了一种具有高整流比的人工纳米孔道体系.通过带正电荷的2-十一烷基-1-二硫脲乙基咪唑啉季铵盐(SUDEI)在柱形纳米孔道的单面吸附,使体系具有了非对称的电荷分布和几何结构,从而具有非线性的离子输运性质,表现出较好的门控性能.Au纳米颗粒可以与SUDEI以Au-S键稳定结合,有效地减小柱孔一端的孔径,进一步提高体系的门控比,且该纳米通道体系非对称响应离子输运有很好的稳定性.  相似文献   

7.
采用一种简单的热蒸发法制备了高度有序的ZnO-SnO2异质外延枝状纳米结构。制备过程分两步进行:首先,在氧化铝片基底上制备SnO2纳米线;然后,以此SnO2纳米线为模板在其上生长ZnO纳米线。用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)等手段对产物的形貌、结构进行了表征。XRD表征结果证实第一步和第二步生长的产物分别为SnO2和ZnO。SEM观察结果表明,第一步热蒸发得到直径约100nm、长度达几十微米的SnO2纳米线,第二步热蒸发后得到以第一步SnO2纳米线为主干、沿四个方向有序排列的枝状ZnO纳米结构。TEM观察结果表明,ZnO枝状纳米线沿[001]方向由SnO2纳米线(-101)晶面外延生长。所制备的枝状纳米结构由于具有巨大的比表面积,且外延异质结可以促进电荷的分离和快速转移,因此非常适合于光催化应用。该ZnO-SnO2异质外延枝状纳米结构用于光催化降解甲基橙,表现出优异的性能。  相似文献   

8.
许阳蕾  孟哲一  翟锦 《化学学报》2016,74(6):538-544
生命体内的钙离子通道在各种生物功能调节过程及生命活动中起着至关重要的作用. 模仿生物体中钙离子通道的各种功能性, 构建人工智能通道, 并研究通道中的钙离子输运性能成为一项非常重要的研究课题. 通过重粒子轰击技术及径迹刻蚀方法在高分子聚合物薄膜上设计并制备了一种非对称的锥形多孔纳米通道. 并且通过在锥形纳米通道内壁修饰功能分子O-磷酸基L-络氨酸(OPLT)使纳米通道具有pH与钙离子协同响应的功能. 此体系模仿了生物体中钙离子响应的离子通道的离子输运行为, 及类似二极管的离子整流特性, 并表现出了稳定的离子门控特性及可逆性. 当pH为5时, 通道内壁修饰的OPLT中的氨基使通道内壁显正电性, 通道表现为选择阴离子, 而排斥阳离子的离子选择输运性能, 加入钙离子后离子电流并无明显变化, 此时纳米通道不具有钙离子响应性质; 当pH为9时, OPLT中的磷酸根基团使通道内壁呈现负电性, 通道表现出选择阳离子, 而排斥阴离子的离子选择输运性能, 此时向纳米系统中加入钙离子, 钙离子与磷酸根离子络合, 离子电流改变. 即OPLT修饰的纳米通道具有pH与钙离子协同响应的性能.  相似文献   

9.
本文简要综述了金属-半导体异质结构纳米晶的设计、可控制备和物性研究的相关工作.设计了异相成核与生长、选择硫化和种子介导液相外延生长3种不同的方法并以此制备了多种金属-半导体异质结构纳米晶,对其中所涉及的反应机制进行了论述,并简要探讨了金属-半导体异质结构纳米晶的热稳定性、表面等离子共振活性、荧光特性以及异质界面的电荷转移和保持能力.  相似文献   

10.
微纳尺度的研究是微纳米技术的重要组成部分。本文重点对金纳米通道的制备及其在分离分析、传感器等方面的研究和应用作了评述。展望了金纳米通道的应用前景。  相似文献   

11.
Nanochannels based on smart DNA hydrogels as stimulus‐responsive architecture are presented for the first time. In contrast to other responsive molecules existing in the nanochannel in monolayer configurations, the DNA hydrogels are three‐dimensional networks with space negative charges, the ion flux and rectification ratio are significantly enhanced. Upon cyclic treatment with K+ ions and crown ether, the DNA hydrogel states could be reversibly switched between less stiff and stiff networks, providing the gating mechanism of the nanochannel. Based on the architecture of DNA hydrogels and pH stimulus, cation or anion transport direction could be precisely controlled and multiple gating features are achieved. Meanwhile, G‐quadruplex DNA in the hydrogels might be replaced by other stimulus‐responsive DNA molecules, peptides, or proteins, and thus this work opens a new route for improving the functionalities of nanochannel by intelligent hydrogels.  相似文献   

12.
pH‐gated ion channels in cell membranes play important roles in the cell's physiological activities. Many artificial nanochannels have been fabricated to mimic the natural phenomenon of pH‐gated ion transport. However, these nanochannels show pH sensitivity only within certain pH ranges. Wide‐range pH sensitivity has not yet been achieved. Herein, for the first time, we provide a versatile strategy to increase the pH‐sensitive range by using dual amphoteric nanochannels. In particular, amphoteric polymeric nanochannels with carboxyl groups derived from a block copolymer (BCP) precursor and nanochannels with hydroxyl groups made from anodic alumina oxide (AAO) were used. Due to a synergistic effect, the hybrid nanochannels exhibit nanofluidic diode properties with single rectification direction over a wide pH range. The novel strategy presented here is a scalable, low‐cost, and robust alternative for the construction of large‐area membranes for nanofluidic applications, such as the separation of biomolecules.  相似文献   

13.
Ion transport through nanoporous systems has attracted broad interest due to its crucial role in physiological processes in living organisms and artificial bionic devices. In this work, a nanochannel system with a zigzag inner surface was fabricated by using a two‐step anodizing technique. The rectification performance of the zigzag channels was observed by IV measurement in KCl solution. Unlike channels with asymmetric geometry, the mechanism was analyzed based on the “point effect” of charge distribution and “shape effect” of the zigzag channel. The current rectification ratio decreases from nearly 3.0 to 1.0 when the KCl concentration increased from 0.1 mm to 100 mm . The fabrication of different nanopore systems and exploration of novel mechanisms will help to develop biomimetic membranes for practical applications.  相似文献   

14.
A tunable ionic diode is presented that is based on biomimetic structure-tailorable nanochannels, with precise ion-transport characteristics from ohmic behavior to bidirectional rectification as well as gating properties. The forward/reverse directions of the ionic diode and the degree of rectification can be well-regulated by combining the patterned surface charge and the sophisticated structure. This system creates an ideal platform for precise transportation of ions and molecules, and potential applications in analytical sciences are anticipated.  相似文献   

15.
16.
In this work, we describe the direct covalent attachment of protein recognition elements (biotin) with the carboxyl groups present on the walls of polyimide nanochannels. Subsequently, these biotinylated channels were used for the bio‐specific sensing of protein analytes. Moreover, surface charge of these asymmetric nanochannels was reversed from negative to positive via the conversion of carboxyl groups into terminated amino groups. The negatively charge (carboxylated) and positively charged (aminated) channels were further used for the electrochemical sensing of bovine serum albumin (BSA, pI = 4.7). These biorecognition events were assessed from the changes in the ionic current flowing through the nanochannel.

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17.
18.
将金(Ⅰ)通过化学沉积法于4℃经9h使之沉积于聚碳酸酯滤膜(孔径100nm)的内孔壁上,从而制得金纳米通道膜。经清洗并干燥后的膜在十八烷基硫醇[CH3(CH2)16CH2SH](0.1+99.9)溶液中浸泡12h,从而使金纳米通道膜被十八烷基硫醇修饰(将此膜简写作C18SH-Mem)并使其呈疏水性。试验在分离装置的样品池中加入阿特拉津和百草枯两种农药的混合溶液,并使其通过C18H37SH-Mem,经过一定时间后,在膜另一端的检测池中对上述两农药分别在222nm及257nm波长处进行检测。结果表明:在检测池中只测得疏水性的阿特拉津而未能测得百草枯,说明亲水性的百草枯不能在疏水性的经修饰的金纳米通道中迁移。据此,应用修饰后的金纳米通道可达到上述两农药的完全分离。  相似文献   

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