Электрические нановорота: как ученые научились управлять молекулами

Ученые из Университета Осаки создали крошечные нановорота, которые можно открывать и закрывать с помощью электричества. Эти ворота настолько малы, что могут контролировать движение отдельных молекул.

Результаты исследования опубликованы в издании Nature Communications.

Представьте: одна маленькая пора в мембране из нитрида кремния, которая работает как шлагбаум для ионов. Когда подается напряжение, ворота либо закрываются (осадки блокируют пору), либо открываются (осадки растворяются).

Когда мы подаем отрицательное напряжение, осадки растут и закрывают пору, уменьшая ток. А если поменять полярность, осадки растворяются, и пора снова открывается, — объясняет Макусу Цуцуи, ведущий автор исследования.

Эти нановорота не только управляют потоком ионов, но и могут «запоминать» свои состояния, как мемристоры. А еще они могут обнаруживать биомолекулы, например, ДНК! Когда молекула ДНК проходит через пору, система выдает уникальный сигнал. Это как крошечный детектив, который ловит молекулы с поличным.

Мы можем точно настраивать размер поры прямо перед измерениями, что открывает огромные возможности для создания новых химических реакций и сенсоров, — добавляет старший автор Томодзи Каваи.

Этот прорыв может изменить будущее нанотехнологий, от химических реакций до нейроморфных вычислений.

Ранее ученые клонировали нанотрубки, чтобы исследовать их потенциал в электронике.

05.02.2025