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生命体内的离子通道在神经传导、肌肉收缩、心脏搏动、生物电发生以及光合作用等生命过程中都起着非常重要的作用，对该领域的研究引起了科学家们的广泛兴趣。径迹刻蚀法制备的单纳米孔道由于其机械性能好、形状可控以及化学修饰容易等优点近年来得到了许多研究者的青睐。这种方法得到的单纳米孔道不仅可以模拟生命体内离子通道的形状，而且还可以模拟其离子选择性以及整流性。本论文基于径迹刻蚀法得到的 PET单纳米通道，通过修饰不同的化学分子，分别制备了具有锌离子响应、光/pH响应以及离子整流性可调的仿生离子通道。
(1)受生命体内锌离子激活离子通道的启发，仿生制备了一种锌离子激活的纳米通道。将锌离子响应的蛋白质分子-锌指蛋白修饰到单锥形的 PET单纳米孔道内，实验结果表明，加入锌离子以后，由于锌指蛋白在纳米孔道内发生折叠，使孔径变大，从而孔道被激活。由于在单纳米孔道内引入了智能响应性的蛋白质分子，本工作为制备更复杂的仿生智能体系及器件提供了新的研究平台。
(2)通过将最为常见的光响应分子-螺吡喃分子修饰到 PET单纳米孔内，实现了光和pH双调控的仿生智能离子通道的制备。由于螺吡喃分子在紫外光照射下可以由于开环而带有电荷，而且在不同的pH下，所带电荷的种类不同，因此，可以在紫外光和 pH的共同作用下，实现仿生离子通道的智能双响应；将该分子重新暴露在可见光下时，可以重新回到关环的状态，所以也赋予了该仿生离子通道智能响应的可逆性。这种仿生智能可逆响应体系利用简单的分子实现了其复杂的功能，并且为制备新型的光电转换体系提供了研究基础。
(3)基于对称的双锥形单纳米通道，利用简单的离子溅射金或铂金属的方法发展了一种仿生整流系统。分别制备了四种不同组成的具有对称或不对称组成的单纳米通道。结果表明，只有具有不对称组成的单纳米通道具有整流性。本研究为在对称的纳米孔道内实现整流性提供了一个新的研究思路；并且由于金属表面便于进一步修饰，为将来发展更复杂的生物纳米器件提供了研究平台。