电压控制的离子电子开关：一种预测疏水门控纳米孔中电润湿的计算 method
介观与纳米尺度物理
2023-10-17 v1
摘要
可靠且可控的开关在纳米流体与离子电子学中至关重要。自然界的离子通道因其受压力、温度、化学物质和电压等刺激调控的复杂机制而成为丰富的灵感来源。由于这些通道复杂的化学特性、有限的稳定范围以及变构调控的复杂运动部件，人工复制其性质颇具挑战。尽管如此，我们仍可借鉴其某些门控机制用于纳米流体与离子电子目的。本理论与计算研究探讨了在疏水纳米孔中利用电润湿，通过外加电压控制其电导。我们采用受限分子动力学计算在不同电压下润湿模型纳米孔所需的自由能。利用简单理论，我们生成了宽电压范围内的自由能剖面。我们还计算了导电态与非导电态之间的跃迁速率，展示了其电压依赖性，以及这种行为如何损害系统记忆，类似于大脑中电压门控通道的忆阻器行为。这些发现为通过电润湿设计与控制疏水纳米孔提供了有前景的途径，使其在神经形态离子电子学中具有潜在应用。
引用
@article{arxiv.2310.09535,
title = {Voltage controlled iontronic switches: a computational method to predict electrowetting in hydrophobically gated nanopores},
author = {Gonçalo Paulo and Alberto Gubbiotti and Giovanni Di Muccio and Alberto Giacomello},
journal= {arXiv preprint arXiv:2310.09535},
year = {2023}
}