Beyond steric selectivity of ions using ångström-scale capillaries

选择性 离子 位阻效应 化学物理 范德瓦尔斯力 化学 离子键合 纳米孔 表面电荷 纳米技术 材料科学 分子 物理化学 立体化学 有机化学 催化作用
作者
Solleti Goutham,Ashok Keerthi,Abdulghani Ismail,Ankit Bhardwaj,Hossein Jalali,Yi You,Yiheng Li,Nasim Hassani,Haoke Peng,Marcos Vinicius Surmani Martins,Feng-Chao Wang,M. Neek-Amal,Boya Radha
出处
期刊:Nature Nanotechnology [Nature Portfolio]
卷期号:18 (6): 596-601 被引量:42
标识
DOI:10.1038/s41565-023-01337-y
摘要

Ion-selective channels play a key role in physiological processes and are used in many technologies. Although biological channels can efficiently separate same-charge ions with similar hydration shells, it remains a challenge to mimic such exquisite selectivity using artificial solid-state channels. Although there are several nanoporous membranes that show high selectivity with respect to certain ions, the underlying mechanisms are based on the hydrated ion size and/or charge. There is a need to rationalize the design of artificial channels to make them capable of selecting between similar-sized same-charge ions, which, in turn, requires an understanding of why and how such selectivity can occur. Here we study ångström-scale artificial channels made by van der Waals assembly, which are comparable in size with typical ions and carry little residual charge on the channel walls. This allows us to exclude the first-order effects of steric- and Coulomb-based exclusion. We show that the studied two-dimensional ångström-scale capillaries can distinguish between same-charge ions with similar hydrated diameters. The selectivity is attributed to different positions occupied by ions within the layered structure of nanoconfined water, which depend on the ion-core size and differ for anions and cations. The revealed mechanism points at the possibilities of ion separation beyond simple steric sieving.
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
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
科研通AI5应助LlieG采纳,获得10
1秒前
2秒前
梁锦鹏完成签到,获得积分10
3秒前
bkagyin应助xyz采纳,获得10
4秒前
HaoTu应助Ciro采纳,获得20
5秒前
燧人氏发布了新的文献求助10
5秒前
7秒前
9秒前
朴素冰双完成签到 ,获得积分10
11秒前
汏流萤完成签到,获得积分10
12秒前
领导范儿应助bbbest采纳,获得10
13秒前
14秒前
1111应助momucy采纳,获得10
15秒前
斯文冷亦完成签到 ,获得积分10
15秒前
李爱国应助无心的平蝶采纳,获得30
15秒前
16秒前
18秒前
19秒前
充电宝应助郭曦铖采纳,获得10
19秒前
20秒前
20秒前
芝麻糊完成签到,获得积分20
20秒前
慕青应助堇笙vv采纳,获得10
21秒前
21秒前
21秒前
鞥枊完成签到,获得积分10
22秒前
24秒前
24秒前
科研通AI2S应助willa采纳,获得10
24秒前
Qiaoguliang发布了新的文献求助10
25秒前
曦02发布了新的文献求助10
26秒前
26秒前
27秒前
白象发布了新的文献求助10
27秒前
WWW7发布了新的文献求助10
27秒前
27秒前
27秒前
堇笙vv完成签到,获得积分10
28秒前
鲤鱼完成签到,获得积分10
28秒前
多情的灵安完成签到,获得积分10
28秒前
高分求助中
(禁止应助)【重要!!请各位详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Semantics for Latin: An Introduction 1099
Robot-supported joining of reinforcement textiles with one-sided sewing heads 780
水稻光合CO2浓缩机制的创建及其作用研究 500
Logical form: From GB to Minimalism 500
2025-2030年中国消毒剂行业市场分析及发展前景预测报告 500
镇江南郊八公洞林区鸟类生态位研究 500
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 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 4165681
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3701339
关于积分的说明 11685552
捐赠科研通 3390050
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1859209
邀请新用户注册赠送积分活动 919574
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 832193