Nature Materials文献导读：洛桑联邦理工学院揭示离子通道传输机理

人体的细胞膜有许多细小的离子通道，离子可以高速地通过这些通道。神经细胞、肌肉细胞以及心肌细胞特有的功能都依靠离子通道来实现。但这些通道相当复杂，至今还不清楚内部机理。

洛桑联邦理工学院的研究人员在二硫化钼上搭建了小于1纳米的人造离子通道，研究发现离子在其中的传输规律可用库仑阻塞效应解释。

该发现推进了亚纳米级离子传输机理的研究，人造离子通道也为后续的研究提供了很好的实验平台。

图1. a为单个离子穿过亚纳米MoS2纳米孔示意图，b为无孔单层MoS2膜像差矫正透射电子显微镜图，c为具有单原子空位（有箭头标识）的单层MoS2膜像差矫正透射电子显微图，d为有0.6nm直径纳米孔的单层MoS2膜像差矫正透射电子显微图

图2. a为不同离子浓度下得到的I-V曲线，b为0.6-nm MoS2在不同体积摩尔浓度KCl溶液中的dI/dV图，在二维MoS2材料中形成小尺寸纳米孔时的单离子结点示意图，其中用量子点来类比纳米孔离子结点，d为对应于图c的等效电路图，e为由于纳米孔中的单离子导电而引起的离子库伦阻塞的等效能级图

图3. a为0.6-nm的MoS2孔在不同盐溶液（K+,Na+,Li+,Ca2+，Mg2+）中的I-V曲线.b为对应的dI/dV图，

图4. a不同PH值下为0.8nm的MoS2纳米孔离子传输的I-V曲线，实验在不同PH（2.5-11）值的1M KCl溶液中进行，b为上述条件下获得的dI/dV曲线图，c-e分别为不同孔径下的线性-非线性传输（c）0.6nm（d）0.8nm（e）1nm。随着孔径的增加间隙逐渐缩小，1nm时完全消失。

论文链接：Observation of ionic Coulomb blockade in nanopores

本文由材料人科普团队陈祥荣编辑。文献导读系列由材料人科普团队滚球体育 组出品，旨在跟踪材料顶级期刊研究成果，并以文献数据和图片为线索对研究内容进行简要介绍，如果要了解关于文章更详细的的内容，请关注学术组负责的文献解读栏目。

欢迎加入材料人科普团队，一起进行材料顶刊学术动态的跟踪和报道以及SCI相关知识科普等，所设分组和出产内容如下：

加入方式：（1）加入材料人文献检索群（410109144），私信管理员“成都-小小（QQ: 763044722）”报名；（2）点此处报名。