近代物理所在磁控納米單通道的制備和功能化研究方面取得新進(jìn)展
響應(yīng)性納米通道廣泛存在于生物系統(tǒng)中,它們可以根據(jù)特定的外界刺激選擇性輸運(yùn)相應(yīng)的分子或離子,如電壓門控離子通道和配體門控通道。近年來,基于微納加工和化學(xué)修飾等方法對(duì)光、溫度、電場(chǎng)、磁場(chǎng)和金屬離子等因素敏感的響應(yīng)性納米通道的相關(guān)研究進(jìn)展已經(jīng)見諸報(bào)道。與這些控制因素相比,磁場(chǎng)對(duì)非磁性材料具有較強(qiáng)的穿透性,在絕緣體、導(dǎo)電固體和液體以及人體組織的非接觸控制中具有顯著的優(yōu)勢(shì)。
近日,近代物理所研究人員利用高能微束裝置的單離子輻照和徑跡蝕刻技術(shù)成功制備了一種快速響應(yīng)的磁控納米單通道。在該項(xiàng)工作中,研究團(tuán)隊(duì)利用酰胺化合的方式在PET單錐形納米孔道上依次修飾了DNA單鏈和納米磁性顆粒,在納米孔內(nèi)形成了一層鏈球結(jié)構(gòu)。當(dāng)磁場(chǎng)強(qiáng)度為220 mT的永磁體被放置于納米孔道大/小孔端處時(shí),納米孔道會(huì)在亞秒量級(jí)的時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)變?yōu)殚_通/閉合狀態(tài),其中開關(guān)比達(dá)到了18.4。該項(xiàng)研究首次展示了一種通過在孔道內(nèi)部修飾磁性傳感器從而達(dá)到磁場(chǎng)門控目的的新型磁場(chǎng)響應(yīng)納米孔道。這種磁控納米通道不僅在智能釋藥和非接觸控制等方面具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì),也為鴿子利用地磁場(chǎng)定向機(jī)理研究提供了一種新思路。
該工作得到國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目支持,成果發(fā)表在期刊ChemNanoMat上,并被編輯推選為封面文章。
文章鏈接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/cnma.202000199;
封面鏈接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/cnma.202000298。
圖1:磁控錐形納米通道及其在磁場(chǎng)控制下的重復(fù)性開關(guān)
圖2:該項(xiàng)工作被推選為該期刊2020年第7卷的封面
(材料輻照效應(yīng)室 供稿)
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