构筑石墨纳纳米沟槽的机械感性纳米流体传输

机械感性离子传输在活体系统通过软性嵌入离子通道变形来感知和适应环境中发挥核心作用。在本工作中，我们展示了在二维石墨纳米沟槽中对离子传输进行理性工程，可实现双极、压力敏感响应而无需任何结构变形。该机械感性源于对一个通道入口的选择性充电，充当可逆的移动电荷载体。这些过量离子可通过受压驱动的水流输送到或从通道内，从而调制离子电导。该机制通过综合的电氦流体模型捕获，解析性地考虑了在沟槽内外的耦合扩散、对流、表面传输、扩散-osmosis以及界面滑移。该理论框架定量复现了实验数据，表明简单表面电荷模式可产生复杂的、压力依赖的电导。这些发现揭示了如何利用纳米尺度的非线性耦合来设计自适应的、仿生的纳米流体系统，本文以离子压力传感器为例。