Японски учени създадоха свръхмалки йонни канали за напредък в нанотехнологиите
Екип от университета в Осака направи значителен напредък в имитирането на естествени йонни канали, като разработи миниатюрен електрохимичен реактор. Създадените пори имат диаметър, сравним с размера на атом, което е ключово за тяхната функционалност. Технологията предлага нови възможности в редица области, включително секвениране на ДНК на молекулярно ниво и разработка на невроморфни компютри.
В живите организми йонните канали са протеини, които регулират движението на заредени частици. Техният диаметър в най-тесните точки е само няколко ангстрьома. Създаването на подобни структури е дългогодишна цел на нанотехнологиите, посочва Science Daily.
Изследователите започнаха с нанопора в силициева нитридна мембрана, която служи за реакционна камера. При прилагане на отрицателно напрежение, се активира химическа реакция, образуваща твърда утайка, която блокира порите. Положителното напрежение разтваря утайката и възстановява проводимостта.
Процесът на отваряне и затваряне на порите е повторен стотици пъти, демонстрирайки надеждност и контрол. Наблюденията показват остри пикове в йонния ток, подобни на тези в биологичните канали, което потвърджава образуването на субнанометрови пори.
Чрез регулиране на химическия състав и киселинността, учените могат да настроят размера на порите, позволявайки селективно преминаване на йони. Технологията има потенциал за приложение в медицината, където може да доведе до създаване на изкуствени бъбреци и интелигентни системи за доставка на лекарства.
През 2026 г. се очаква нова индустриална ера, в която молекулярното инженерство ще играе ключова роля. Постижението на японските учени не само демонстрира напредък в атомната манипулация, но и поставя основите на нови технологии, които могат да променят начина, по който обработваме ресурсите на планетата.