Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 
(А) Геометрия нанопоры в твердотельной мембране. (B) Пора в биологической мембране

Нанопоры полупроводниковых мембран как аналоги ионных каналов живых клеток

Ключевые слова:  периодика, полупроводник

Опубликовал(а):  Зайцев Дмитрий Дмитриевич

14 июля 2007

Протеиназные нанопоры, служащие в качестве каналов, регулирующих поток ионов через клеточную мембрану, на протяжении последних десяти лет вызывают огромный интерес ученых.

Было сделано множество попыток создать синтетический аналог биологического канала. Для этого использовались диэлектрические мембраны, в которых высокоэнергетическими ионами, либо электронными пучками вытравливались нанопоры. Однако такие каналы были электроизолирующими, что делало электростатический контроль концентрации ионов внутри поры или их потока через нее невозможным.

Ученые из Института Передовой Науки и Технологий Бекмена и отделения Компьютерной и Электрической Инженерии Университета Иллинойса (Beckman Institute for Advanced Science and Technology, Department of Electrical and Computer Engineering University of Illinois) предложили использовать полупроводниковые мембраны, состоящие из двух пространственно разделенных слоев допированного кремния (толщина каждого слоя – 12 нм) с проводимостью n и p типа. Поры имеют форму двойного конуса с внутренним радиусом 1 нм и радиусами внешних отверстий 6 нм. Вся поверхность мембраны, включая нанопоры, покрыта слоем SiO2 толщиной 8 Å, который имеет постоянный отрицательный заряд.

Известно, что для того, чтобы проявлять селективность или быть способным к ректификации, канал должен быть электрически ассиметричным относительно плоскости мембраны. Электростатический потенциал предложенных мембран положителен со стороны слоя с n-типом проводимости и отрицателен со стороны слоя с р-типом проводимости. Такое строение мембраны позволяет усилить модуляцию проводимости за счет изменения потенциального рельефа внутри каналов. Вследствие существования частичного дипольного заряда на поверхности мембраны, p-n-переход вызывает появление дипольного ионного заряда в нанопоре, перестраиваемого с помощью электрического подмагничивания области перехода. Это приводит к значительному повышению способности мембраны к ионной фильтрации и ректификации.

Данная технология может быть использована для детектирования отдельных молекул и секвенирования ДНК: магнитно изменяя потенциальный рельеф мембраны можно протащить молекулу ДНК через нанопору, а р-n-переход использовать для детектирования изменения электрического сигнала, так как каждая пара азотистых оснований несет различный заряд. Такое применение мембран очень перспективно, так как может нести в себе большую экономическую выгоду.


Статья опубликована в Nano Letters.


Источник: American Chemical Society, Nanowerk




Для того чтобы оставить комментарий или оценить данную публикацию Вам необходимо войти на сайт под своим логином и паролем. Зарегистрироваться можно здесь

 

Микрогнездо
Микрогнездо

MAPPIC 2019. Первый день
14 октября 2019 года успешно открылась I Московская осенняя международная конференция по перовскитной фотовольтаике (Moscow Autumn Perovskite Photovoltaics International Conference – MAPPIC-2019). В сообщении приведены темы докладов и небольшой фоторепортаж.

В Москве начинается MAPPIC - 2019
14-15 октября 2019 года состоится I Московская осенняя международная конференция по перовскитной фотовольтаике (Moscow Autumn Perovskite Photovoltaics International Conference – MAPPIC-2019)

РИА Новости: Нобелевскую премию по химии присудили за разработку литий-ионных батарей
РИА Новости: Джон Гуденаф, Стенли Уиттингхем и Акира Йошино стали лауреатами Нобелевской премии в области химии за 2019 год за разработку литий-ионных батарей.

Лекция про Дмитрия Ивановича и Наномир на Фестивале науки
Е.А.Гудилин и др., Фестиваль науки
В дни Фестиваля науки «NAUKA 0+» на Химическом факультете МГУ ведущие ученые познакомили слушателей с самыми современными достижениями химии. Ниже приводится небольшой фоторепортаж 1 дня и расписание лекций.

Как правильно заряжать аккумулятор?
Д. М. Иткис
Химик Даниил Иткис о том, как правильно заряжать аккумуляторы гаджетов и почему телефон выключается на холоде

Постлитийионные аккумуляторы
В. А. Кривченко
Физик Виктор Кривченко о перспективных видах аккумуляторов, фундаментальных проблемах в производстве литий-серных источников тока и преимуществах постлитийионных аккумуляторов

Технонано

Технопредпринимательство - идея, которая принесет свои плоды при бережном культивировании и взращивании. И наша наноолимпиада, и Наноград от Школьной Лиги РОСНАНО, и проект Стемфорд, и другие замечательные инициативы - важные шаги на пути реализации этой и других идей, связанных с развитием новых высоких технологий в нашей стране и привлечением молодых талантов в эту вполне стратегическую область. Ниже приведен небольшой опрос, который позволит и нам, и вам понять, а что все же значит этот модный термин, и какова его суть.

Технопредпринимательство на марше

Мы традиционно просим вас высказать свои краткие суждения по вопросу технопредпринимательства и проектной деятельности школьников. Для нас очевидно, что под технопредпринимательством и под проектной деятельностью школьников каждый понимает свое, но нам интересно ваше мнение, заодно вы сможете увидеть по мере прохождения опроса, насколько оно совпадает или отличается от мнения остальных. Ждем ваших ответов!

О наноолимпиаде замолвите слово...

Прошла XII Всероссийская олимпиада "Нанотехнологии - прорыв в Будущее!" Мы надеемся, что нам для улучшения организации последующих наноолимпиад поможет электронное анкетирование. Мы ждем Ваших замечаний, пожеланий, предложений. Спасибо заранее!



 
Сайт создан в 2006 году совместными усилиями группы сотрудников и выпускников ФНМ МГУ.
Сайт модернизирован для ресурсной поддержки проектной деятельности учащихся в рамках ГК 16.647.12.2059 (МОН РФ)
Частичное или полное копирование материалов сайта возможно. Но прежде чем это делать ознакомьтесь с инструкцией.