Angew. Chem.：基于限域空间内聚合物可控自组装实现纳米通道中离子传输连续调控

纳米通道内离子的输运主要由尺寸、电荷和浸润性共同调控。目前报道的纳米通道具有离子选择性和单向性传输（整流）的有效端的尺寸大多限制在10-30纳米，因为当孔的直径大于Debye长度的10倍时，很难观察到整流现象。在百纳米以上到亚微米尺度通道中实现离子整流和传导的可持续调控更是鲜有报道。

近日，中国科学院理化技术研究所仿生智能界面科学中心田野研究员课题组和复旦大学陈国颂教授课题组合作，首次将温敏性亲水聚合物通过糖和邻羟甲基苯硼酸半酯的动态共价键，层层组装到锥形亚微米通道内（小孔端尺寸为400纳米），实现了离子整流和传导大范围的持续可调。通过控制聚合物组装层数，可以调节通道小孔端的有效尺寸，从而调节离子整流和传导。在通道内加入竞争性的分子，可以将聚合物从孔道去除，实现纳米通道内离子的可逆输运性质。

由于所用的聚合物具有温度响应性，在不同的温度下表现出不同的形态和浸润性，因此在每一个聚合物组装状态下，改变温度可以实现离子整流和传导的进一步调节。通过控制聚合物层层组装的层数及温度，可以实现亚微米通道中离子传导在三个数量级范围内可调。

重要的是，组装聚合物后的通道，通过调节温度可以实现分子的可控传递，有望用于临床疾病的治疗。该方法为提高大尺寸纳米通道的功能及促进仿生纳米通道在能源转换、传感及分子分离领域的应用开辟了新的途径。相关结果发表Angewandte Chemie International Edition 上。

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Continuously Tunable Ion Rectification and Conductance in Submicrochannels Stemming from Thermoresponsive Polymer Self-Assembly

Yafeng Wu, Guang Yang, Mingchang Lin, Xiangyu Kong, Li Mi, Songqin Liu, Guosong Chen, Ye Tian, Lei Jiang

Angew. Chem. Int. Ed., 2019, DOI: 10.1002/anie.201906360

导师介绍

陈国颂

https://www.x-mol.com/university/faculty/45872

（本稿件来自Wiley）