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科学家刚刚建造了像活细胞一样运作的原子大小的门
科学家们已经构建了原子大小的孔隙，其作用类似于活性离子通道，为下一代纳米技术打开了大门。离子通道是极其狭窄的通道，对于生命系统中的许多过程至关重要。为了了解离子如何穿过这些有限空间，科学家需要在极其小的尺度上建造人造孔隙。 [...] 最紧密的部分
来源:SciTech日报科学家们已经构建了原子大小的孔隙，其作用类似于活性离子通道，为下一代纳米技术打开了大门。
离子通道是极其狭窄的通道，对于生命系统中的许多过程至关重要。为了了解离子如何穿过这些有限空间，科学家需要在极其小的尺度上建造人造孔隙。这些通道最紧密的部分可能只有几埃宽，大致相当于单个原子的大小，这使得当前的纳米技术很难进行精确且可重复的制造。
大阪大学的研究人员现在已经解决了这个问题。在《自然通讯》上发表的一项研究中，他们描述了一种新方法，该方法使用微型电化学反应器来形成接近亚纳米尺寸的孔。
离子通道如何产生电信号
在活细胞中，离子穿过嵌入细胞膜的蛋白质通道。这种离子流会产生电信号，包括控制肌肉运动的神经冲动。这些蛋白质通道包含极其狭窄的区域，可以在开放和关闭状态之间切换。外部信号触发蛋白质结构的变化，从而调节离子的流动。
模仿生物学的固态系统
受这些自然机制的启发，研究小组创建了一种固态系统，能够形成尺寸接近生物离子通道的孔隙。他们首先在氮化硅膜上形成纳米孔。然后，这个纳米孔充当一个微小的反应室，可以产生更小的孔。
当在膜上施加负电压时，会引发纳米孔内的化学反应，产生固体沉淀物。随着这种物质的积累，它逐渐填充并堵塞了毛孔。反转电压导致沉淀物溶解，恢复离子通过的路径。