Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 
Рисунок 1. а),b) Схематическое изображение устройства, состоящего из 2 микроканалов, 10 наноканалов и 4 резервуаров. c) Схематическое изображение трех наноканалов. d),e) АСМ-изображения трех наноканалов после поверхностного окисления.
Рисунок 2. Зависимость проводимости от концентрации ионов. Точками обозначены значения для наноразмерной жидкости, линиями - для объемной жидкости.
Рисунок 3. Зависимость подвижности ионов в наноструктурированной жидкости относительно подвижности в объемной жидкости от концентрации ионов.

Сквозь наноканалы

Ключевые слова:  нанофлюидика

Опубликовал(а):  Шуваев Сергей Викторович

13 января 2011

Трансмембранные белки играют важную роль во многих биологических процессах, например при переносе глюкозы (пассивный транспорт) или Na+/K+ обмене, для поддержания неравновесного распределения ионов натрия и калия между цитоплазмой клетки и окружающей средой (активный транспорт). Это обстоятельство побудило ученых в 60-ых годах XX века начать активные исследования ионного и молекулярного транспорта через наноразмерные каналы, которые затем cтали основой нового раздела гидродинамики - нанофлюидики.

При этом особый интерес представляет исследование течения жидкости в таких узких капиллярах, в которых "перекрываются" двойные электрические слои. Как это скажется на проводимости и подвижности ионов в растворе? Для ответа на этот вопрос коллектив американских ученых собрал устройство (рис.1), в котором размер "гидрофильных" наноканалов составил 2 нм (из расчета, что концентрация ионов в растворе составляет 100 мМ, что характерно для физиологических растворов).

Для начала авторы статьи измерили проводимость растворов в зависимости от концентрации ионов (рис.2). Анализируя полученные зависимости, можно выделить два участка: ниже концентрации 10-3 М на графике наблюдается плато, причем проводимости различных растворов (KCl, NaCl и HCl) практически одинаковы и близки к проводимости деионизированной воды. При более высоких концентрациях можно наблюдать линейный рост проводимости, близкий к наблюдаемому в объемных жидкостях. Иными словами, при низких концентрациях проводимость в основном контролируется поверхностным зарядом, в то время как при более высоких концентрациях определяющим фактором становится концентрация ионов в растворе.

Затем исследователи измерили подвижности катионов в нанокапиллярах и сравнили ее с таковой в объемных жидкостях (рис.3). Выяснилось, что в зависимости от концентрации подвижность ионов в нанокапиллярах выше в 3,5-4 раза по сравнению с объемными жидкостями. Исследователи объясняют это тем, что в 1-нм слое вблизи поверхности кремния вода более "структурирована", чем в объеме, поэтому перескоки протонов от одной молекулы воды к другой (механизм Гротгуса) протекают быстрее. Что же касается ионов калия и натрия, то авторы статьи не пришли к единственно правильному объяснению. Одним из предложенных объяснений является возможное отсутствие гидратной оболочки у ионов, что увеличивает подвижность ионов, однако это предположение не объясняет изменение подвижности ионов во всех диапазонах концентраций {Прим. ред.: ... и выглядит странным с точки зрения нормального химика}.


Источник: Nature Nanotechnology



Комментарии
Режабек Борис Георгиевич, 13 января 2011 14:07 
Не "Гроттуса", а "Гротгуса".
Данные об одинаковой подвижности К и Na могут быть очень интересны длоя биофизиков.
Андрей Леонидович, 13 января 2011 19:55 
Дебаевская длина какой волны?
Шуваев Сергей Викторович, 13 января 2011 20:01 
Опечатка: дебаевская длина воды.
Пастух Евфграфович, 14 января 2011 16:40 
Очень+ интересно.
Владимир Владимирович, 14 января 2011 16:48 
Пастух Евфграфович,
А что Вам конкретно "очень+ интересно", что Вы поняли из этой весьма неоднозначной статьи - с громаднeйшим нетерпением ждем Ваших научных комментариев!
Не разочаруйте, любезно!
Меня очень заинтересовала статья, но не было времени прочитать оригинал. В частности, может быть там есть данные, которые ясно указывают, что протон - это не ион (в силу ничтожно малого размера протона).
Пастух Евфграфович, 18 января 2011 10:33 
ВВ:
Я просто заинтересовался (озаботился) проверкой (и на новизну итд) каждого слова в каждом предложении последнего абзаца действительно неоднозначной, с частицами тумана, статьи в целях и рамках удовлетворения частного интереса.
Выводы опубликованы не будут.
(Не одним же японцам, корейцам, китайцам, англичанам и тп здесь всё перечитывать, тут ведь и тенденции в умах публичных, потенциалоопределяющих людей (а не только ионов) государства интересны, вот, к простому примеру, и структуированную воду уже тихо "пропустили" вдоль плоскости скольжения - диссоциация?)
Владимир Владимирович, 18 января 2011 15:16 
заинтересовался (озаботился) проверкой (и на новизну итд) каждого слова в каждом предложении последнего абзаца действительно неоднозначной, с частицами тумана, статьи

структуированную воду уже тихо "пропустили" вдоль плоскости скольжения - диссоциация?

- Нанометр тихо взрастил мастера современного литературного слова
Пастух Евфграфович, 19 января 2011 13:02 
Деспотули Александр Леонидович - спасибо за тончайшую иронию, с Праздником Богоявления Вас!
А из-за кого лично, Альберт не стал зоологом?
Вот и никто не вспомнит.
(просто диссоциация - имеет несколько значений)

Владимир Владимирович, 19 января 2011 15:15 

(и конкретно на вегетативно-диссоциативные пояснения ассоциаций - )
Конкретность может разрушить тончайшие ассоциативные структуры сознания, что отвращает человека от коммуникаций, в которых Другой пытается означить Я и принуждает его говорить на языке Другого.
Владимир Владимирович, 20 января 2011 16:00 
На Нанометр покусилась безответственная (см. истоки http://www.n...218780.html )
рожистая модераторция (штамм ВВ2011).

Продолжаете поддержать Льва Артемовича (Владимир Владимирович, 04 декабря 2010 03:26 http://www.n...226284.html
?
Александр Леонидович, эти отрыжки сознания подчистил я.
У Вас с пастухом есть электронная почта, изгаляйтесь в остроумии там.
Тяжелый клинический случай, не ожидал, что 100% модераторция уже существует на Нанометре. Примитивные публицисты одной рукой сами себя обсуждают, а другой рукой анонимно модераторствуют.
Трусов Л. А., 21 января 2011 11:49 
такие дела
"разрушаем тончайшие ассоциативные структуры сознания, что отвращает человека от коммуникаций"
Владимир Владимирович, 21 января 2011 15:04 
Продолжаю поддерживать Льва Артемовича!

Нет в русском языке слова "модераторция"!

Тяжелый клинический случай
Ага - cura te ipsum!
Пастух Евфграфович, 21 января 2011 16:47 
ДАЛ
Так вот Вам, я то "края" вижу и "по краям пишу", а Вы, любезнейший, таких как я провоцируете (но, типа Ваши победы-мои поддавки), можно, но не в этом святом уже месте. Правильно, что стёрли, такая реакция и ожидалась.
Владимир Владимирович, 21 января 2011 18:46 
x4
По совокупности ситуации, "отвратить от коммуникаций", вероятно, необходимо более активно.
Если нет смысла (по меньшей мере в контексте новости), то о каком "крае" может идти речь?
Юный максималист, 21 января 2011 18:56 
Александр Леонидович,
не тратьте свои нервы на это всё. Не стОит оно
того, ей богу.
Необходимо обратить внимание специалистов в области кардиологии. Мне кажется решится вопрос о работе сердечно-сосудистой системы у больных с повышенным и пониженным артериальным давлением, что на прямую ведёт за собой летальный исход без медикаментозного лечения. Можно очистить таким способом сосуды и не будет тромбофлебита.
на 21 января 2011 15:04

Нет в русском языке слова "модераторция"!
Одна рука обсуждает свои публикации (провальные), другая делает анонимные изъятия – это и есть 100% модераторция, предсказанная недавно.
Теперь будет!
на 21 января 2011 16:47
ПЕ-поддавки-победы, в этом святом месте обходил с брезгливостью - все на балансе ПЕ-соло.
на 21 января 2011 18:46

x4
Численное превалирование при баллотировке – для валенок и флюгеров.
Владимир Владимирович, 22 января 2011 16:01 
это и есть 100% модераторция, предсказанная недавно. Теперь будет!

Тяжелый клинический случай

Здесь должно быть обсуждение научной новости - не позорьте себя заумным пустосмыслием!
Трусов Л. А., 22 января 2011 16:19 
Александр Леонидович тяжело бредит. Видятся ему руки, которые обсуждают и изымают, обсуждают и изымают...
и всё анонимно, но под своими именами и фамилиями.

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

 

Луковичные наноструктуры, декорированные наночастицами золота
Луковичные наноструктуры, декорированные наночастицами золота

Наносистемы: физика, химия, математика (2023, Т. 14, № 5)
Опубликован новый номер журнала "Наносистемы: физика, химия, математика". Ознакомиться с его содержанием, а также скачать необходимые Вам статьи можно по адресу: http://nanojournal.ifmo.ru/articles/volume14/14-5
Там же можно скачать номер журнала целиком.

Наносистемы: физика, химия, математика (2023, Т. 14, № 4)
Опубликован новый номер журнала "Наносистемы: физика, химия, математика". Ознакомиться с его содержанием, а также скачать необходимые Вам статьи можно по адресу: http://nanojournal.ifmo.ru/articles/volume14/14-4
Там же можно скачать номер журнала целиком.

Наносистемы: физика, химия, математика (2023, Т. 14, № 3)
Опубликован новый номер журнала "Наносистемы: физика, химия, математика". Ознакомиться с его содержанием, а также скачать необходимые Вам статьи можно по адресу: http://nanojournal.ifmo.ru/articles/volume14/14-3
Там же можно скачать номер журнала целиком.

Материалы к защитам магистерских квалификационных работ на ФНМ МГУ в 2023 году
коллектив авторов
30 мая - 01 июня пройдут защиты магистерских квалификационных работ выпускниками Факультета наук о материалах МГУ имени М.В.Ломоносова.

Материалы к защитам выпускных квалификационных работ бакалавров ФНМ МГУ 2022
Коллектив авторов
Материалы к защитам выпускных квалификационных работ бакалавров ФНМ МГУ 2022 содержат следующую информацию:
• Подготовка бакалавров на факультете наук о материалах МГУ
• Состав Государственной Экзаменационной Комиссии
• Расписание защит выпускных квалификационных работ бакалавров
• Аннотации квалификационных работ бакалавров

Эра технопредпринимательства

В эпоху коронавируса и борьбы с ним в существенной степени меняется парадигма выполнения творческих работ и ведения бизнеса, в той или иной мере касаясь привлечения новых типов дистанционного взаимодействия, использования виртуальной реальности и элементов искусственного интеллекта, продвинутого сетевого маркетинга, использования современных информационных технологий и инновационных подходов. В этих условиях важным является, насколько само общество готово к использованию этих новых технологий и как оно их воспринимает. Данной проблеме и посвящен этот небольшой опрос, мы будет рады, если Вы уделите ему пару минут и ответите на наши вопросы.

Технопредпринимательство в эпоху COVID-19

Небольшой опрос о том, как изменились подходы современного предпринимательства в контексте новых и возникающих форм ведения бизнеса, онлайн образования, дистанционных форм взаимодействия и коворкинга в эпоху пандемии COVID - 19.

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.



 
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.