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《仿生智能单纳米通道的研究进展_侯旭》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、水的结构与性质专题*仿生智能单纳米通道的研究进展12,侯旭江雷(1国家纳米科学中心北京100190)(2中国科学院化学研究所北京100190)摘要自然界的生命体经过亿万年的进化几乎完成了智能操纵的所有过程,向自然学习是智能新材料和新体系发展的永恒主题.生物学纳米通道,典型的如水通道和离子通道,在细胞的基本分子生物学过程中发挥着重要的作用.目前,仿生智能单纳米通道主要是从不同外场响应(pH值、温度、离子等)来开展研究.文章主要结合作者所在课题组的最新研究进展,对受水通道和离子通道启发的仿生智能纳米通道系统的研究工作做一
2、简要综述和展望.关键词水通道,离子通道,纳米通道,仿生,响应性Recentstudiesofbiomimeticsmartsinglenanochannels12,HOUXuJIANGLei(1NationalCenterforNanoscienceandTechnology,Beijing100190,China)(2InstituteofChemistry,ChineseAcademyofSciences,Beijing100190,China)AbstractThroughmillionsofyearsofevolu
3、tion,lifehasundergonealmostalltheprocessesofintelligentcontrol.Learningfromnatureistheeternalthemeofthedevelopmentofnovelsmartmaterialsandnewintelligentsystems.Biologicalnanochannels,forexample,waterchannelsandionchannels,playaveryimportantroleinbasiccellularmolecularbiolog
4、icalprocesses.Variousbiomimeticsmartsinglenanochannelswhichcanrespondtoexternalstimuli(pH,temperature,ions,etc.)arecurrentlybeingstudied.Wereportourlatestresearchinspiredbywaterandionchannels,andalsopresentanoverviewofthisresearchfield.Keywordswaterchannel,Ionchannel,Nanoc
5、hannel,Biomimetic,Responsiveness米通道.目前国际上已广泛开展了人工纳米孔道的1引言加工及其应用探索的研究.例如,哈佛大学利用离子束刻蚀的方法加工了具有最小直径(2nm)的固体纳[3]自然界的生物体中存在着各种各样的纳米孔米孔,并把它用于DNA分子的检测.波兰和德国道,它们为生命活动的正常进行发挥着各自独特的科学家研究了非对称人工固体纳米孔道的离子输运[4]作用,例如水通道和离子通道进行选择性的分子和性质,发现类似于半导体二极管的整流效应.尽管[1,2]离子输运.利用纳米技术、分子生物学、界面化国际学术界在纳米孔
6、道加工及其相关应用等领域已[57]学、统计物理等综合方法研究和开发仿生纳米孔道经取得了多方面的成果,但对仿生纳米孔道智系统,将发展出一类具有重要基础研究价值和应用能化的研究目前尚处于起步阶段.前景的仿生智能响应性纳米孔道材料.纳米孔道可*国家重点基础研究发展计划(批准号:2011CB935703;以分为纳米孔(nanopore或nanohole)和纳米通道2010CB934700;2009CB930404;2007CB936403)、国家自然科学(nanochannel或nanotube)两种.纳米孔一般是指基金(批准号:20974113;
7、20920102036)资助项目孔径在1100nm,并且孔径大于其自身长度的孔2010-08-24收到道,而对于孔的长度远大于孔径的孔道,一般称为纳通讯联系人.Email:jianglei@iccas.ac.cn304http:www.wuli.ac.cn物理40卷(2011年)5期水的结构与性质专题近两年来,这一研究领域得到了飞速发展,设计通过离子通道的开启和关闭来调节相应物质进出细和开发修饰有智能响应性分子的仿生纳米孔道,不胞速度的能力,对实现细胞各种功能具有重要意义.仅可以实现孔道孔径大
8、小智能响应外场的可控性,细胞所处的环境因素(水分、化学分子、温度、而且还可能通过对不同外场响应性分子的选择和设光)时刻发生着变化,因此它必须学会如
