Ошибка!

Показать Ошибка!

Забыли пароль?

Ошибка!

Ошибка!

Скрыть Ошибка!

Скрыть Ошибка!

Забыли пароль? Напишите ваш email и мы отправим письмо с инструкциями.

Ошибка!

Обратно

Закрыть

Раскрытие переноса ионов на наноуровне

Раскрытие переноса ионов на наноуровне
Исследователи Федеральной политехнической школы Лозанны (EPFL) показали, что закон физики, имеющий дело с переносом электронов на наноуровне, также может быть применен к аналогичному переносу ионов.


Это открытие дает представление о ключевом аспекте того, как функционируют ионные каналы в пределах наших живых клеток.

Мембрана всех человеческих клеток содержит мельчайшие каналы, через которые ионы проходят на высокой скорости. Эти ионные каналы играют фундаментальную роль в том, как функционируют нейроны, мышечные клетки и клетки сердца.

Ионные каналы являются чрезвычайно сложными, и многие вопросы остаются без ответа. Как каналы выбирают, какие ионы пропустить? Чем объясняется высокая проводимость каналов?

Исследователи из EPFL во главе с Александрой Раденович (Aleksandra Radenovic) показали, что перенос ионов может быть описан законом физики под названием кулоновская блокада. Эта находка была опубликована в Nature Materials. Их наблюдение могло бы улучшить понимание того, как работают эти каналы.

Для того, чтобы выполнить свои тесты, исследователи создали искусственный ионный канал, сделав отверстие меньше нанометра в двухмерном материале дисульфида молибдена. Затем они поместили этот материал в устройство, состоящее из двух электродов, вместе с ионным раствором с каждой стороны. Когда они применили напряжение, ученые смогли измерить ток между двумя камерами. В отличие от обычного ионного переноса, в более крупных нанопорах (> 1 нм), где поток ионов никогда полностью не останавливается, они наблюдали при низком напряжении энергетические щели –без какого-либо тока, – которые показали, что ионы задержались в нанопорах до того, пока напряжение не стало достаточно высоким, чтобы облегчить их переход с одной стороны отверстия к другой.

Для того, чтобы интерпретировать эти энергетические щели, исследователи проводят другие тесты, которые, например, модулируют заряд поры. Колебания рН-индуцированной проводимости также были найдены. Все эти измерения привели к такому же выводу: способ, который транспортирует ионы, может быть объяснен с точки зрения кулоновской блокады, закона физики, обычно связанного с переносом электронов в квантовых точках.

До сих пор не наблюдался механизм, характеризующийся кулоновской блокадой в области электроники, в частности, в полупроводниковых частицах, называемых квантовыми точками, которые плотно ограничиваются либо электронами, либо электронными дырками во всех трех пространственных измерениях. Эти «острова» в состоянии удерживать лишь определенное количество электронов, прежде чем дать путь к новичкам. Эксперимент под руководством исследователей EPFL показал, что такое же явление происходит с переносом ионов, когда нанопоры принимали участие.

 

------------

Бывают ситуации, когда мы не знаем, как лучше поступить, и нам нужен совет юриста. И эту помощь вы можете получить здесь. Круглосуточная бесплатная юридическая помощь в решении ваших вопросов.

Комментарии:

Еще нет комментариев, станьте первым коментатором!
Войдите на зайт или зарегистрируйтесь, чтобы оставлять комментарии!
0
Хаббл обнаружил величественную спиральную галактику

Хаббл обнаружил величественную спиральную галактику

Величественные широкие рукава спиральной галактики NGC 5495 стали видны с помощью Широкоугольной камеры 3 космического телескопа Хаббл НАСА/ЕКА на новом изображении.

NGC 5495, расположенная примерно в 300 миллионах световых лет от Земли в созвездии Гидры, представляет собой сейфертовскую галактику с особенно яркой центральной областью. В этих светящихся ядрах, известных астрономам как активные галактические ядра, преобладает свет, излучаемый пылью и газом, падающими в сверхмассивную черную дыру. Это изображение получено из серии наблюдений, сделанных астроном...
04.10.22 07:51
0
1
Крупнейшая в мире проточная батарея подключена к сети в Китае

Крупнейшая в мире проточная батарея подключена к сети в Китае

В китайском городе Далянь была запущена ведущая в мире новая система хранения энергии, которая будет ежедневно снабжать энергией до 200 000 жителей.

Имея начальную мощность 400 МВт/ч и выходную мощность 100 МВт, аккумулирующая электростанция Dalian Flow Battery будет служить источником энергии для города и способствовать освоению возобновляемых источников энергии, таких как ветер и солнечная энергия. Будучи проточной ванадиевой батареей, новая система накопления энергии отличается от обычных литий-ионных батарей, используемых в современных эл...
03.10.22 12:46
0
1
Гигантский супертанкер экономит топливо благодаря парусам

Гигантский супертанкер экономит топливо благодаря парусам

По мере движения судоходной отрасли к обезуглероживанию, огромные паруса кораблей могут вернуться. Компания China Merchant Energy Shipping (CMES) получила новый супертанкер, 4 больших паруса которого позволят сократить средний расход топлива почти на 10%.

Паруса были основным источником энергии для больших кораблей на протяжении тысячелетий. Затем немецкий изобретатель Рудольф Дизель запустил первый двигатель в 1897 году, а первые корабли с дизельным двигателем вышли на воду в 1903 году. Более безопасные и эффективные, чем паровые, они постепенно захватили мир судоходства и с тех пор стали опорой международной торговли. И все же они вредны: около 5...
03.10.22 11:17
0
1
Концепция полуротора Blainjett обещает беспрецедентную производительность вертикального взлета и посадки

Концепция полуротора Blainjett обещает беспрецедентную производительность вертикального взлета и посадки

Удивительно странная идея обладает реальным потенциалом для радикального улучшения мощности, скорости, эффективности, грузоподъемности, дальности, выносливости и площади поверхности широкого спектра самолетов вертикального взлета и посадки и дронов.

Увлекательная концепция полусферического ротора Blainjett — это совершенно уникальный и нестандартный подход к полетам вертикального взлета и посадки. Компания придумала суть идеи, работая над ховербайком Horizon eVTOL, и пытаясь решить проблему создания множества эффективных вертикальных тяга, не занимающих много места и не подвергая посторонних воздействию быстро вращающихся винтов, пришла к так...
02.10.22 13:22
0
0
Углеродные нанотрубки повышают эффективность «нанобионических» бактериальных солнечных элементов

Углеродные нанотрубки повышают эффективность «нанобионических» бактериальных солнечных элементов

Инженеры EPFL нашли способ вставлять углеродные нанотрубки в фотосинтезирующие бактерии, что значительно увеличивает их электрическую мощность. Они даже передают эти нанотрубки своим потомкам при делении посредством того, что команда называет «унаследованной нанобионикой».

Солнечные батареи являются ведущим источником возобновляемой энергии, но их производство оказывает большое влияние на окружающую среду. Как и во многих других случаях, мы можем брать у природы подсказки о том, как улучшить наши устройства, и в этом случае фотосинтезирующие бактерии, которые получают энергию от солнечного света, могут быть использованы в микробных топливных элементах.В новом исслед...
19.09.22 11:53
0
0
Ультратонкая метаповерхность создает паутину квантово-запутанных фотонов

Ультратонкая метаповерхность создает паутину квантово-запутанных фотонов

Ученые из Национальной лаборатории Сандия и Института Макса Планка разработали способ создания сети квантово-запутанных фотонов, используя гораздо более простую установку, чем обычно. Ключ представляет собой поверхность с точным рисунком, которая в 100 раз тоньше бумаги и может заменить целую комнату оптического оборудования.

Квантовая запутанность — это странно звучащее явление, когда две частицы могут настолько сплестись вместе, что манипулирование одной из них мгновенно повлияет на ее партнера, независимо от того, насколько далеко они могут быть друг от друга. Это формирует основу для новых технологий, таких как квантовые вычисления и квантовое шифрование. Проблема в том, что генерировать запутанные группы фотонов ...
15.09.22 07:59
0
1
Как будут использоваться наноматериалы для безэмиссионной энергетики будущего

Как будут использоваться наноматериалы для безэмиссионной энергетики будущего

Геополитический конфликт между Россией и западными странами даёт мощнейший импульс ускоренному развитию не только новых технологий электрогенерации, не связанных с ископаемым топливом, но и технологиям энергосбережения, а также усилению тенденции отказа от использования транспорта с двигателями внутреннего сгорания.

В последние годы многочисленные группы учёных по всему миру исследуют свойства графена с целью его прикладного применения. Повышенный интерес к этому материалу объясняется наличием таких уникальных свойств, как высокая проводимость и теплопроводность, прочность и гидрофобность, что открывает масштабные перспективы применение графена в различных областях промышленности.Одним из наиболее важных напр...
09.09.22 14:13
1
1
Воссоздавая дождь Урана, рентгеновский лазер превратил пластик в алмазы

Воссоздавая дождь Урана, рентгеновский лазер превратил пластик в алмазы

Используя мощные лазеры, команда извлекла образцы ПЭТ (распространенный материал, используемый в пластиковых бутылках, для получения сильного тепла и давления для образования крошечных алмазов, которые естественным образом могут выпасть на таких планетах, как Уран и Нептун.

Здесь, на Земле, алмазы ценятся за их редкость (даже если это изменится), но на других планетах они могут показаться такими же обычными, как камни. Считается, что на ледяных гигантах, таких как Уран и Нептун, экстремальное давление будет сжимать водород и углерод, образовывая твердые алмазы, которые затем выпадают в атмосферу, как дождь. Это явление не обнаруживалось напрямую, но в 2017 году груп...
05.09.22 07:54
0