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pH-温度协同响应的纳米门控器件 被引量：5
1
作者 周迪 孟哲一 +1 位作者 张明辉 翟锦 《化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2015年第7期716-722,共7页
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p... 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. 展开更多
关键词 纳米门控 纳米通道 离子通道 整流性 纳流体二极管
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二极管器件SPICE电路模型对锥形离子通道I-V特性曲线的模拟
2
作者 江嘉乔 鲁冰新 +1 位作者 肖天亮 翟锦 《高等学校化学学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2023年第12期121-131,共11页
离子整流性是纳米离子通道的一个重要特征,具有整流性的离子通道体系也被称为纳米流体二极管.本文比较了离子通道的泊松-能斯特-普朗克(PNP)方程组模型和固体半导体的扩散-漂移模型,提出可以使用二极管器件的仿真电路模拟器(SPICE)电路... 离子整流性是纳米离子通道的一个重要特征,具有整流性的离子通道体系也被称为纳米流体二极管.本文比较了离子通道的泊松-能斯特-普朗克(PNP)方程组模型和固体半导体的扩散-漂移模型,提出可以使用二极管器件的仿真电路模拟器(SPICE)电路模型对离子通道体系的电流-电压(I-V)曲线进行模拟.以锥形离子通道的PNP数值模型的计算结果为基础,通过对这一体系进行讨论,给出一个锥形离子通道的SPICE电路模型,它可以较好地模拟I-V特性曲线.离子通道SPICE电路模型的建立可用于研究纳米流体二极管作为一个器件在电路中的应用. 展开更多
关键词 离子通道 整流性 纳米流体二极管 泊松-能斯特-普朗克方程 仿真电路模拟器电路模型
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简易制备高整流比的异质纳米通道 被引量：1
3
作者 张倩 刘庆青 +2 位作者 张倩倩 范霞 翟锦 《化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2018年第5期400-407,共8页
生命体内的离子通道在各种生物功能调节过程及生命活动中具有重要的意义.模仿生物孔道的离子输运性质,构筑人工纳米通道,并研究人工纳米通道的离子输运性质是一项具有重大意义的研究课题.本文通过双面阳极氧化和原位扩孔结合的方法制备... 生命体内的离子通道在各种生物功能调节过程及生命活动中具有重要的意义.模仿生物孔道的离子输运性质,构筑人工纳米通道,并研究人工纳米通道的离子输运性质是一项具有重大意义的研究课题.本文通过双面阳极氧化和原位扩孔结合的方法制备了对称结构的沙漏形氧化铝纳米通道.通过在对称结构的沙漏形氧化铝(AAO)纳米通道一侧粘贴一层透明胶带,经过热处理后,获得了一种具有高整流比的有机-无机异质纳米通道.基于非对称的结构和电荷分布,氧化铝纳米通道与有机纳米通道在复合区域形成异质结构.由于多孔AAO纳米通道和有机纳米通道的协同效应,异质纳米通道表现出独特的纳米流体二极管特性,即在比较宽的pH范围内具有单一的整流方向.在该体系中,氧化铝纳米通道内壁的羟基和有机纳米通道内壁的羧基在不同pH值下所带电荷性质不同,使异质结构纳米通道内壁表面电荷的性质和电荷密度发生改变,可以通过调节体系的pH来调控通道内的离子传输. 展开更多
关键词 纳米通道 异质结构 pH调控 纳米流体二极管 离子整流
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具有串/并联复合离子输运特性的仿生纳米通道的构筑与整流性能 被引量：1
4
作者 张丹 侯胜男 +1 位作者 刘友 范霞 《高等学校化学学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期1019-1028,共10页
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... 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. 展开更多
关键词 两级分枝氧化铝纳米通道 串/并联复合特性 纳流体二极管 离子整流
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