Construction of angstrom-scale ion channels with versatile pore configurations and sizes by metal-organic frameworks

离子运输机 离子 纳米技术 材料科学 离子通道 纳米流体学 制作 化学物理 离子键合 频道(广播) 化学 结晶学 计算机科学 病理 医学 受体 生物化学 有机化学 计算机网络 替代医学
作者
Xingya Li,Gengping Jiang,Meipeng Jian,Chen Zhao,Jue Hou,Aaron W. Thornton,Xinyi Zhang,Jefferson Zhe Liu,Benny D. Freeman,Huanting Wang,Lei Jiang,Huacheng Zhang
出处
期刊:Nature Communications [Nature Portfolio]
卷期号:14 (1) 被引量:54
标识
DOI:10.1038/s41467-023-35970-x
摘要

Abstract Controllable fabrication of angstrom-size channels has been long desired to mimic biological ion channels for the fundamental study of ion transport. Here we report a strategy for fabricating angstrom-scale ion channels with one-dimensional (1D) to three-dimensional (3D) pore structures by the growth of metal-organic frameworks (MOFs) into nanochannels. The 1D MIL-53 channels of flexible pore sizes around 5.2 × 8.9 Å can transport cations rapidly, with one to two orders of magnitude higher conductivities and mobilities than MOF channels of hybrid pore configurations and sizes, including Al-TCPP with 1D ~8 Å channels connected by 2D ~6 Å interlayers, and 3D UiO-66 channels of ~6 Å windows and 9 − 12 Å cavities. Furthermore, the 3D MOF channels exhibit better ion sieving properties than those of 1D and 2D MOF channels. Theoretical simulations reveal that ion transport through 2D and 3D MOF channels should undergo multiple dehydration-rehydration processes, resulting in higher energy barriers than pure 1D channels. These findings offer a platform for studying ion transport properties at angstrom-scale confinement and provide guidelines for improving the efficiency of ionic separations and nanofluidics.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
1秒前
pluto应助悲凉的忆寒采纳,获得10
3秒前
3秒前
joleisalau发布了新的文献求助10
4秒前
7秒前
Jehuw发布了新的文献求助10
7秒前
11秒前
Owen应助joleisalau采纳,获得10
12秒前
Ava应助科研通管家采纳,获得10
13秒前
小蘑菇应助科研通管家采纳,获得10
13秒前
JamesPei应助科研通管家采纳,获得10
13秒前
Hello应助科研通管家采纳,获得10
13秒前
慕青应助科研通管家采纳,获得10
13秒前
传奇3应助科研通管家采纳,获得10
13秒前
科研通AI2S应助科研通管家采纳,获得10
13秒前
科研通AI5应助科研通管家采纳,获得10
13秒前
科研通AI5应助科研通管家采纳,获得10
13秒前
斯文败类应助科研通管家采纳,获得10
13秒前
脑洞疼应助科研通管家采纳,获得10
13秒前
深情安青应助科研通管家采纳,获得10
13秒前
丘比特应助科研通管家采纳,获得10
14秒前
Akim应助科研通管家采纳,获得10
14秒前
共享精神应助科研通管家采纳,获得10
14秒前
隐形曼青应助科研通管家采纳,获得10
14秒前
CodeCraft应助科研通管家采纳,获得10
14秒前
14秒前
14秒前
14秒前
14秒前
谢会会完成签到 ,获得积分10
15秒前
15秒前
阿斯顿发布了新的文献求助10
17秒前
17秒前
青橘短衫发布了新的文献求助10
17秒前
19秒前
科研通AI5应助w934420513采纳,获得10
19秒前
葵花籽完成签到,获得积分10
22秒前
Jasper应助tian采纳,获得10
22秒前
王王完成签到,获得积分10
22秒前
23秒前
高分求助中
【此为提示信息,请勿应助】请按要求发布求助,避免被关 20000
Continuum Thermodynamics and Material Modelling 2000
Encyclopedia of Geology (2nd Edition) 2000
105th Edition CRC Handbook of Chemistry and Physics 1600
Maneuvering of a Damaged Navy Combatant 650
Mixing the elements of mass customisation 300
the MD Anderson Surgical Oncology Manual, Seventh Edition 300
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 内科学 复合材料 物理化学 电极 遗传学 量子力学 基因 冶金 催化作用
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3778211
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3323865
关于积分的说明 10216275
捐赠科研通 3039094
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1667782
邀请新用户注册赠送积分活动 798383
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 758366