1T' MoS$_2$ 膜中 pH 依赖的水渗透性切换及其记忆效应
软凝聚态物质
2023-07-06 v1
摘要
分子物种跨越不同屏障的智能传输对于各种生物功能至关重要,并通过生物膜的独特性质实现。智能传输的一个基本特征是能够适应不同的外部和内部条件,以及记忆先前状态的能力。在生物系统中,这种智能最常见的表现形式为准滞后(hysteresis)。尽管过去几十年在智能膜方面取得了诸多进展,合成膜仍难以展示稳定的分子传输滞后行为。在此,我们展示了智能相变 MoS 膜响应外部 pH 的分子记忆效应与刺激调控传输。我们表明,水和离子通过 1T' MoS 膜的渗透遵循 pH 依赖的滞后,其渗透速率可切换数个数量级。我们证明该现象为 1T' 相 MoS 所独有,归因于表面电荷与可交换离子的存在。我们进一步展示了该现象在自主伤口感染监测与 pH 依赖纳滤中的潜在应用。我们的工作显著深化了对纳米尺度水传输机制的理解,并为开发神经形态应用、智能药物递送系统、即时诊断、智能传感器和智能过滤设备开辟了道路。
引用
@article{arxiv.2301.10195,
title = {pH-dependent water permeability switching and its memory in 1T' MoS$_2$ membranes},
author = {C. Hu and A. Achari and P. Rowe and H. Xiao and S. Suran and Z. Li and K. Huang and C. Chi and C. T. Cherian and V. Sreepal and P. D. Bentley and A. Pratt and N. Zhang and K. S. Novoselov and A. Michaelides and R. R. Nair},
journal= {arXiv preprint arXiv:2301.10195},
year = {2023}
}