Tuning transport properties of nanofluidic devices with local charge inversion.
Tuning transport properties of nanofluidic devices with local charge inversion.
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DOI：
10.1021/ja808717u
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发表时间：
2009-04-15
影响因子：
15
通讯作者：
Siwy ZS
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
He Y;Gillespie D;Boda D;Vlassiouk I;Eisenberg RS;Siwy ZS
纳米管可以选择性地传导离子穿过膜，以制造具有类似于生物离子通道和半导体电子器件的传输特性的离子器件。根据纳米孔的表面电荷分布，可以制造欧姆电阻器、整流器和二极管。在这里，我们表明，均匀带电的锥形纳米孔可以通过改变膜两侧的离子种类及其浓度来具有所有这些传输特性。此外，可以改变孔的阳离子对阴离子的选择性。我们发现，多价阳离子，如Ca2+和三价钴sepulchrate产生本地化的电荷反转，改变有效的孔表面电荷分布从负到正。这些效应是可逆的，因此离子器件的传输和选择性特性可以被调节，就像栅极电压调节半导体的性质一样。
Nanotubes can selectively conduct ions across membranes to make ionic devices with transport characteristics similar to biological ion channels and semiconductor electron devices. Depending on the surface charge profile of the nanopore, ohmic resistors, rectifiers, and diodes can be made. Here we show that a uniformly charged conical nanopore can have all these transport properties by changing the ion species and their concentrations on each side of the membrane. Moreover, the cation vs. anion selectivity of the pores can be changed. We find that polyvalent cations like Ca2+ and the trivalent cobalt sepulchrate produce localized charge inversion to change the effective pore surface charge profile from negative to positive. These effects are reversible so that the transport and selectivity characteristics of ionic devices can be tuned, much as the gate voltage tunes the properties of a semiconductor.
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DOI：
10.1016/s0168-583x(01)00722-4
发表时间：
2001-11-01
影响因子：
1.3
作者：
Apel, PY;Korchev, YE;Yoshida, M
通讯作者：
Yoshida, M
影响因子：
10.8
作者：
Gracheva, Maria E.;Vidal, Julien;Leburton, Jean-Pierre
通讯作者：
Leburton, Jean-Pierre
影响因子：
3.4
作者：
Alcaraz, A;Nestorovich, EM;Bezrukov, SM
通讯作者：
Bezrukov, SM
影响因子：
3.3
作者：
Fulinski, A;Kosinska, I;Siwy, Z
通讯作者：
Siwy, Z
影响因子：
3.5
作者：
Ali, M.;Schiedt, B.;Ensinger, Andw
通讯作者：
Ensinger, Andw