高等师范学校物理实验室 学分:高等师范学院物理实验室 纳米流体学是研究纳米尺度流动的领域,近年来取得了长足的进步
由于新材料的发展,尤其是纳米管和二维材料的发展,该领域正在蓬勃发展,这使得制造可控的纳米流体器件成为可能,可以在最小的尺度上研究纳米流体的性质
然而,尽管在人工纳米通道中报告了大量的新行为,它们仍然远远没有达到令人印象深刻的生物机制的复杂性
大自然在小范围内用离子和流体做了许多精细的事情,而且是以非常有效的方式进行的:例如,可以举出活化运输、离子泵、信息存储等
从这些功能中获得灵感,在人工设备中复制它们,将是发展离子电子学的一次飞跃
许多生物装置在各种刺激下表现出激活的反应,其中一种行为是涉及例如触觉传感或耳毛细胞的机械传导通道
在本文中,我们证明了半径为2纳米的微小(一位数)碳纳米管确实表现出机械敏感的响应,而且非常类似于它们的生物对应物,碳纳米管的电导表现出对所施加压力的强烈的二次依赖性
我们甚至可以通过对压力相关电导的分析预测,从理论上使这种行为合理化
顺便说一句,这表明机械敏感响应的根源在于最小尺寸的碳纳米管所表现出的超低摩擦
这进一步证明了碳纳米管材料作为水和离子转运体的独特性
我们在这里利用它的独特性质来诱导非线性的、受激的传输
这一现象为未来发展先进的离子电子功能开辟了新的可能性
所展示的行为构成了构建集成纳米流体系统的先决条件,这种机械敏感响应是在生物系统的启发下在纳米尺度上开发触摸和传感的基础
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