Des chercheurs de Sanken (l’Institut de recherche scientifique et industrielle), à l’université d’Osaka, développent un nanogate de contrôle électrique polyvalent qui peut être adapté à des molécules spécifiques
Une porte qui peut être ouverte ou fermée pour permettre ou bloquer le passage des espèces sur un ou les deux côtés s’applique non seulement à la macroscale, par exemple une porte de ferme utilisée pour contrôler le mouvement des stocks, mais aussi à l’échelle nanométrique, où une porte peut contrôler La translocation de molécules uniques.
Une collaboration dirigée par des chercheurs de l’Université d’Osaka a développé un nanogate qui peut être ouvert ou fermé en appliquant l’électricité. Le nanogate montre divers comportements en fonction des matériaux des solutions des deux côtés de la porte et de la tension appliquée, ce qui le rend attrayant pour différentes applications, y compris la détection et les réactions chimiques contrôlées.
Le nanogate consistait en un seul minuscule pore qui s’est formé dans une membrane de nitrure de silicium. La membrane a été positionnée dans une cellule d’écoulement formée sur une puce et des solutions ont été introduites des deux côtés de la membrane. Les chercheurs ont appliqué une tension à la cellule d’écoulement via des électrodes sur la puce et ont mesuré le courant ionique résultant, qui reflétait le transport des ions à travers le pore. Le courant ionique était sensible aux ions dans les solutions des deux côtés de la membrane; Ainsi, l’écoulement des ions et la précipitation ou la dissolution des composés métalliques résultants dans le pore pourrait être contrôlé avec précision.
Le changement de diamètre des pores résultant de précipitations (qui fermèrent le nanogate) ou de dissolution (qui a ouvert le nanogate) a conduit à des types distincts de transport d’ions. “Les précipités ont grandi et fermé les pores sous tension négative, diminuant le courant ionique”, explique l’auteur principal de l’étude, Makusu Tsutsui. “L’inversion de la polarité de la tension a provoqué la dissolution des précipités, réouverture du pore.”
Dans certaines conditions, la formation d’un précipité qui a bloqué le pore a abouti au rapport de rectification le plus élevé, qui est une mesure de la propension des ions à voyager uniquement dans une direction, obtenue à ce jour pour un dispositif nanofluidique. En plus d’agir en tant que redresseur, le système pourrait également se comporter comme un memristor; Autrement dit, un effet de mémoire a été observé dans sa relation entre le courant et la tension. La précipitation séquentielle et la dissolution des matériaux dans le pore ont conduit à ce comportement memristif.
De plus, les réactions dans les pores pourraient être régulées pour permettre la détection de biomolécule. Cela a été démontré en utilisant l’ADN. Le système présentait des signaux de sortie distincts lorsque des molécules d’ADN individuelles se déplaçaient dans le pore.
“La capacité de contrôler finement la taille des pores en utilisant la tension appliquée devrait permettre aux pores d’être adaptés à des analytes spécifiques immédiatement avant d’effectuer des mesures”, explique l’auteur principal Tomoji Kawai. “Nous prévoyons également que notre approche peut être utilisée pour développer des systèmes de réaction pour accéder à de nouveaux composés chimiques.”
L’utilisation d’une membrane avec un pore contrôlé unique dans les dispositifs électrochimiques nanofluidiques est une approche polyvalente qui peut être adaptée à des applications spécifiques, notamment la détection, les réactions chimiques et l’informatique neuromorphe.
Figue.
Modèle schématique illustrant l’ADN à molécule unique transloquant à travers un nanopore nanoprécipité.
Crédit: makusu tsutsui
/ Libération publique. Ce matériel de l’organisation / auteur d’origine pourrait être de nature ponctuelle et édité pour clarté, style et longueur. Mirage.news ne prend pas les positions ou les côtés institutionnels, et toutes les vues, positions et conclusions exprimées ici sont uniquement celles de l’auteur. ici.
#Contrôle #électrique #diamètre #des #nanopores