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!
-1
Зонд Osiris-Rex выполнил свою историческую миссию

Зонд Osiris-Rex выполнил свою историческую миссию

После четырехлетнего путешествия роботизированный космический корабль Osiris-Rex спустился к усыпанной валунами поверхности астероида Бенну, приземлившись на несколько секунд для сбора образцов горных пород и пыли в 330 миллионах километров от Земля.

В прошлом году Японии удалось с помощью зонда Hayabusa2 собрать немного пыли с другого астероида, Рюгу, и сейчас он возвращается домой. С помощью Osiris-Rex НАСА надеется собрать гораздо больший образец, 60 граммов, который позволит выявить оригинальные ингредиенты Солнечной системы. Космический корабль размером с большой фургон находился на высоте около километра над Бенну. Во вторник инженеры Н...
21.10.20 16:35
0
1
Ультрафиолет проливает свет на истоки Солнечной системы

Ультрафиолет проливает свет на истоки Солнечной системы

В поисках истоков нашей системы международная группа исследователей сравнила состав Солнца с составом самых древних материалов, которые образовались в нашей Солнечной системе, с тугоплавкими включениями в неметаморфизованных метеоритах.

Анализируя изотопы кислорода (разновидности элементов, которые имеют несколько дополнительных нейтронов) этих тугоплавких включений, исследовательская группа определила, что различия в составе между Солнцем, планетами и другими материалами Солнечной системы были унаследованы от существовавшего протосолнечного молекулярного облака еще до Солнечной системы. Результаты исследования недавно были опубл...
20.10.20 18:52
0
0
Крот InSight скрылся из виду

Крот InSight скрылся из виду

Посадочный модуль InSight продолжает работать над тем, чтобы его крот находился глубоко под поверхностью Марса. Камера на руке InSight недавно сделала снимки частично заполненной «кротовой норы», показывая только кабель устройства, торчащий из земли.

Датчики, встроенные в кабель, предназначены для измерения тепла, исходящего от планеты, после того, как крот зароется на глубину не менее 3 метров. Команда миссии работала над тем, чтобы помочь кроту зарыться хотя бы на такую ??глубину, чтобы он мог измерять температуру Марса. Крот был спроектирован таким образом, чтобы рыхлая почва текла вокруг него, создавая трение о его внешний корпус, чтобы о...
19.10.20 22:05
0
5
Звезда-сверхгигант Бетельгейзе оказалась меньше и ближе

Звезда-сверхгигант Бетельгейзе оказалась меньше и ближе

Согласно новому исследованию международной группы исследователей, может пройти еще 100000 лет, прежде чем гигантская красная звезда Бетельгейзе взорвётся.

Исследование, проведённое доктором Меридит Джойс из Австралийского национального университета (ANU), не только даёт Бетельгейзе новую жизнь, но и показывает, что она меньше и ближе к Земле, чем считалось ранее. Сверхгигант, входящий в созвездие Ориона, издавна очаровывал учёных. Но в последнее время ведёт себя странно. «Обычно это одна из самых ярких звёзд на небе, но с конца 2019 года мы наблюд...
18.10.20 15:18
0
1
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
7
Бионический 3D глаз может обеспечить сверхчеловеческое зрение

Бионический 3D глаз может обеспечить сверхчеловеческое зрение

Человеческий глаз - невероятно сложный орган, поэтому неудивительно, что его нелегко реконструировать.

Исследователи представили первый в мире искусственный 3D глаз, который не только превосходит другие устройства, но и способен видеть лучше оригинала. Бионические глаза появляются как способ восстановить зрение людям, потерявшим его, и даже тем, у кого его никогда не было. В настоящее время наиболее продвинутыми являются версии таких компаний, как Bionic Vision Australia и Second Sight, которые уж...
11.06.20 18:35
0
7
Нанотехнологии – революционные возможности для системы энергоснабжения

Нанотехнологии – революционные возможности для системы энергоснабжения

Тенденции в развитии энергетики, особенно в кризисные времена, когда бесперебойное энергоснабжение является непременным условием выживания, а также в связи с планами ЕС по постепенному отказу от ископаемого топлива в период до 2050 года подразумевают перевод энергетики на генерацию без выбросов СО2 в атмосферу.

И ставят вопрос о разработке способов генерации электроэнергии, не связанных с традиционной энергетикой и базирующейся на использовании новейших материалов.В настоящее время многие научные исследования в той или иной мере связаны с возможностью преобразования падающего на Землю потока солнечных частиц. Данное направление работ является очень перспективным в связи с  появлением новых мате...
15.04.20 18:35
0
7
Новый метод сделает краски из графена

Новый метод сделает краски из графена

Графен универсален, но есть одна проблема – он не диспергирует в воде. Но швейцарские исследователи нашли относительно простой способ сделать это.

Оксид графена - это другая форма материала, которая может обеспечить стабильную дисперсию в воде, а затем может быть использована в качестве графеновой краски. Графен представляет собой двумерный слой атомов углерода, расположенный в виде шестиугольника. Этот обманчиво простой материал обладает рядом полезных свойств - он невероятно легкий, тонкий и гибкий, но при этом прочный. Он отличный провод...
09.04.20 19:23
0