Nature Materials文獻導讀：洛桑聯邦理工學院揭示離子通道傳輸機理

人體的細胞膜有許多細小的離子通道，離子可以高速地通過這些通道。神經細胞、肌肉細胞以及心肌細胞特有的功能都依靠離子通道來實現。但這些通道相當復雜，至今還不清楚內部機理。

洛桑聯邦理工學院的研究人員在二硫化鉬上搭建了小于1納米的人造離子通道，研究發現離子在其中的傳輸規律可用庫侖阻塞效應解釋。

該發現推進了亞納米級離子傳輸機理的研究，人造離子通道也為后續的研究提供了很好的實驗平臺。

圖1. a為單個離子穿過亞納米MoS2納米孔示意圖，b為無孔單層MoS2膜像差矯正透射電子顯微鏡圖，c為具有單原子空位（有箭頭標識）的單層MoS2膜像差矯正透射電子顯微圖，d為有0.6nm直徑納米孔的單層MoS2膜像差矯正透射電子顯微圖

圖2. a為不同離子濃度下得到的I-V曲線，b為0.6-nm MoS2在不同體積摩爾濃度KCl溶液中的dI/dV圖，在二維MoS2材料中形成小尺寸納米孔時的單離子結點示意圖，其中用量子點來類比納米孔離子結點，d為對應于圖c的等效電路圖，e為由于納米孔中的單離子導電而引起的離子庫倫阻塞的等效能級圖

圖3. a為0.6-nm的MoS2孔在不同鹽溶液（K+,Na+,Li+,Ca2+，Mg2+）中的I-V曲線.b為對應的dI/dV圖，

圖4. a不同PH值下為0.8nm的MoS2納米孔離子傳輸的I-V曲線，實驗在不同PH（2.5-11）值的1M KCl溶液中進行，b為上述條件下獲得的dI/dV曲線圖，c-e分別為不同孔徑下的線性-非線性傳輸（c）0.6nm（d）0.8nm（e）1nm。隨著孔徑的增加間隙逐漸縮小，1nm時完全消失。

論文鏈接：Observation of ionic Coulomb blockade?in nanopores

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