近日，中國科學(xué)院近代物理研究所材料中心在單石墨烯納米孔調(diào)控離子輸運(yùn)研究方面取得進(jìn)展。 

　　生物離子通道具有顯著的選擇性調(diào)節(jié)離子輸運(yùn)的能力，在許多生命過程中發(fā)揮著重要作用。因此，研發(fā)具有生物離子通道功能的納米孔或納米通道對于人類探索生物體內(nèi)物質(zhì)代謝過程、開發(fā)人工生物離子通道具有重要意義。 

　　為制備出具有離子輸運(yùn)調(diào)節(jié)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(jié)合、在石墨烯納米孔周圍構(gòu)建柵極實現(xiàn)對石墨烯納米孔周圍電勢及離子輸運(yùn)行為的調(diào)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(jìn)行有效調(diào)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(xiàn)K⁺的有效傳輸，K⁺/二價陽離子選擇比達(dá)4.2（圖2）。 

　　相關(guān)研究成果發(fā)表在Carbon上。研究工作得到國家自然科學(xué)基金和國家重點研發(fā)計劃的支持。 

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