Японские нанотехнологи совершили важное открытие в области нанотехнологий.
Они научились создавать супермаленькие отверстия, которые похожи на те, что есть в клетках организмов Земли. Эти отверстия, или поры, размером всего в несколько атомов. Это значит, что они могут быть использованы в разных областях, например, для изучения ДНК на молекулярном уровне, для создания нейроморфных компьютеров, которые работают как мозг, и для проведения химических реакций в наноразмерных условиях.
В клетках есть специальные белковые структуры, которые называются ионными каналами. Они помогают перемещать заряженные частицы внутри клеток. Диаметр этих каналов очень маленький — всего несколько ангстрем, это как один атом. Раньше было сложно создать такие структуры искусственно.
Команда из Университета Осаки придумала способ сделать такие каналы. Они начали с маленькой поры в кремниевой мембране и использовали электрохимический реактор, чтобы создать внутри этой поры еще более мелкие отверстия. Когда они подавали отрицательное напряжение, в поре появлялся твердый осадок, который постепенно расширялся и закрывал отверстие. Если подать положительное напряжение, осадок растворялся, и отверстие снова открывалось.
Учёные смогли повторять этот процесс сотни раз за несколько часов. Они наблюдали, как через эти маленькие поры проходят электрические сигналы, похожие на те, что бывают в биологических каналах. Это показывает, что они действительно работают.
Изменяя состав и кислотность растворов, ученые смогли управлять размером и поведением этих пор. Это позволило им пропускать через мембрану ионы разного размера, как им нужно.
Новая технология открывает перспективы в нескольких областях. Например, оно поможет лучше изучать ДНК, создавать более умные и гораздо более компактные компьютеры, а также проводить химические реакции в очень маленьких масштабах.