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
Запуск вертолета на Марсе отложен для технической проверки

Запуск вертолета на Марсе отложен для технической проверки

НАСА отложило как минимум на несколько дней первый полет мини-вертолета на Марсе после возникшей проблемы во время испытаний роторов, сообщило агентство.

Полет Ingenuity, который должен был стать первым в истории управляемым полетом на другой планете, был назначен на понедельник по московскому времени, но сейчас отложен как минимум до 14 апреля. Скоростное испытание винта четырехфунтового (1,8 кг) вертолета в пятницу закончилось раньше, чем ожидалось, из-за предупреждения о потенциальной проблеме. «Команда вертолета изучает телеметрию, чтобы диаг...
12.04.21 20:37
0
1
Переработанные отходы целлюлозных заводов придают цементу прочность и эластичность

Переработанные отходы целлюлозных заводов придают цементу прочность и эластичность

Целлюлозные заводы производят значительное количество отходов, и ученые довольно творчески подходят к тому, как их можно использовать.

Последний пример исходит от исследователей Университета Британской Колумбии (UBC), которые использовали отходы целлюлозного завода в качестве наполнителя для цемента, который оказался более прочным и устойчивым. Отходы, лежащие в основе этого прорыва, известны как зола уноса целлюлозных заводов (PFA), которую целлюлозно-бумажная промышленность Северной Америки производит более миллиона тонн ежего...
11.04.21 16:09
0
0
Вертолет Ingenuity готов к первому полету на Марсе

Вертолет Ingenuity готов к первому полету на Марсе

Летательный аппарат НАСА может совершить свой первый полет над Красной планетой в течение двух дней после успешного первоначального испытания роторов, сообщило в пятницу космическое агентство США.

Текущий план первой в истории попытки управляемого полета на другой планете заключается в том, чтобы 1,8 килограммовый вертолет Ingenuity взлетел с марсианского кратера Джезеро в воскресенье в 22:54 по восточному времени США (05:54 по мск в понедельник) и зависнуть на высоте 3 метров над поверхностью в течение получаса, сообщило НАСА. «С вертолетом все хорошо», - сказал Тим Кэнхэм, руководитель о...
10.04.21 16:05
0
-1
Ежегодно на Землю падает более 5000 тонн внеземной пыли

Ежегодно на Землю падает более 5000 тонн внеземной пыли

Ежегодно наша планета сталкивается с пылью комет и астероидов. Частицы межпланетной пыли проходят через атмосферу и порождают падающие звезды. Некоторые из них достигают земли в виде микрометеоритов.

Международная программа, проводимая в течение почти 20 лет учеными из CNRS, Университета Париж-Сакле и Национального музея естественной истории при поддержке Французского полярного института, определила, что 5200 тонн микрометеоритов в год достигают земли. Исследование будет опубликовано в журнале Earth & Planetary Science Letters. Микрометеориты всегда падали на нашу планету. Частицы межплан...
09.04.21 16:41
0
1
Переработанные отходы целлюлозных заводов придают цементу прочность и эластичность

Переработанные отходы целлюлозных заводов придают цементу прочность и эластичность

Целлюлозные заводы производят значительное количество отходов, и ученые довольно творчески подходят к тому, как их можно использовать.

Последний пример исходит от исследователей Университета Британской Колумбии (UBC), которые использовали отходы целлюлозного завода в качестве наполнителя для цемента, который оказался более прочным и устойчивым. Отходы, лежащие в основе этого прорыва, известны как зола уноса целлюлозных заводов (PFA), которую целлюлозно-бумажная промышленность Северной Америки производит более миллиона тонн ежего...
11.04.21 16:09
0
2
Проводящий гидрогель может найти применение в робототехнике и не только

Проводящий гидрогель может найти применение в робототехнике и не только

Сейчас для создания устройства с высокой электропроводностью придется использовать твердые металлы. Но теперь ученые из Университета Карнеги-Меллона создали мягкий и гибкий материал, отвечающий всем требованиям.

Под руководством профессора Кармеля Маджиди исследователи начали с суспендирования чешуек серебра микрометрового размера в полиакриламидно-альгинатном гидрогеле. Когда этот материал впоследствии был частично дегидратирован, чешуйки серебра сцепились друг с другом, образуя сети, проходящие через матрицу гидрогеля. Эти сети были не только очень электропроводными, но и могли противостоять механическ...
21.03.21 13:29
0
1
Бактериальная биопленка выжимает масло из воды

Бактериальная биопленка выжимает масло из воды

Масло и воду очень трудно разделить, что затрудняет очистку загрязненной воды. Исследователи из Университета Северной Каролины обнаружили, что мембрана из бактериальной биопленки может эффективно пропускать воду, удерживая при этом масло.

Нефть представляет серьезную опасность для окружающей среды, когда случаются огромные разливы нефти, такие как Deepwater Horizon, но даже в меньших масштабах загрязнение может происходить в результате промышленных процессов. Всегда востребованы новые решения по очистке. В новом исследовании исследователи Университета Северной Каролины обратились за помощью к бактериям. Чтобы защитить себя от вред...
09.03.21 22:34
0
7
Радиация помогает самовосстановлению некоторых металлических сплавов

Радиация помогает самовосстановлению некоторых металлических сплавов

Радиация наносит вред как тканям, так и материалам. Но инженеры из Массачусетского технологического института крайне удивились, обнаружив, что она может помочь некоторым сплавам восстановиться, продлив срок их полезного использования.

Это поможет в проектировании будущих электростанций. Известно, что в ядерных реакторах радиация ускоряет коррозию большинства материалов, что приводит к возможному выходу из строя и вероятным катастрофическим последствиям. Поэтому в новом исследовании ученые из MIT и Национальной лаборатории им. Лоуренса Беркли намеревались определить, насколько вредна коррозия при разных уровнях радиации. Но их...
10.07.20 18:40
0