近日，中科院近代物理研究所材料中心科研人員在單石墨烯納米孔調控離子輸運研究方面取得進展，相關成果發表在國際期刊Carbon上。生物離子通道具有顯著的選擇性調節離子輸運的能力，在許多生命過程中發揮著不可替代的作用。因此，研發具有生物離子通道功能的納米孔或納米通道對于人類認識生物體內物質代謝過程、開發人工生物離子通道具有重要意義。

為制備出具有離子輸運調節功能的石墨烯納米孔，科研人員利用重離子輻照的方法在石墨烯上制備出單個納米孔，并通過與PET錐形支撐孔相結合、在石墨烯納米孔周圍構建柵極實現對石墨烯納米孔周圍電勢及離子輸運行為的調控（圖1）。研究表明，石墨烯納米孔道中陽離子（K+，Na+，Li+，Mg2+）傳輸行為可以通過改變柵極電壓進行有效調控，該孔道離子傳輸行為與K+離子生物納米通道相似，可以實現K+的有效傳輸，K+/二價陽離子選擇比達4.2（圖2）。該工作得到國家自然科學基金和國家重點研發計劃項目的支持。

圖1: G/PET結構示意圖

圖2: G/PET調控離子輸運及一/二價離子分離性能

文章鏈接： https://doi.org/10.1016/j.carbon.2022.11.068

審核編輯 ：李倩