Очень быстрые ионы

И. Иванов
(«ХиЖ», 2025, №3)

В органических ионно-электронных проводниках ток проводят оба типа его носителей. Эти проводники представляют собой смесь двух фаз и сочетают преимущества ионной сигнализации биологических систем и привычной нам электроники. Благодаря смешанной проводимости они интересны разработчикам мягкой робототехники, биосенсоров для умной медицины, устройств нейроморфных вычислений. Сегодня применение таких проводников ограничивает малая подвижность и медленный перенос их ионов. Дело в том, что ученые пока не понимают, как именно физические процессы в проводнике координируют движение разных носителей заряда.

Группа исследователей во главе с Брайаном Коллинзом (Brian A. Collins) из Университета штата Вашингтон нашла способ, как более чем на порядок ускорить движение ионов в смешанных проводниках. Объектом изучения стал модельный электролит, представляющий собой богатые полиэтилендиокситиофеном гелевые наночастицы в матрице полистиролсульфоната. В начале экспериментов Коллинз и его коллеги заметили, что медленное перемещение ионов в этом смешанном проводнике на кремниевой подложке связано с тем, что им приходится проходить через запутанную матрицу путей движения электронов. Поэтому ученые решили создать в проводнике прямой канал нанометрового размера, предназначенный только для движения ионов.

Привлечь их в канал физикам помогла биология. Дело в том, что все живые клетки используют ионные каналы, которые за счет изменения своей гидрофильности перемещают разные соединения внутрь и наружу. Исследователи покрыли слой смешанного проводника верхним нанослоем чистого полистиролсульфоната. В результате его гидрофильные молекулы притянули ионы из водного электролита и сконцентрировали их в отдельную проводящую магистраль вдоль границы с нанослоем. После этого они начали перемещаться по сплошной межфазной границе со скоростью, которая резко превысила таковую в воде. Если экспериментаторы выстилали границу гидрофобными молекулами, то ионы замедляли свое движение в ней.

Таким образом, ученые могли открывать и закрывать ионную магистраль с помощью механизма, похожего на работу клеточной мембраны. На этой основе исследователи создали датчик, который мог быстро обнаруживать химическую реакцию. Она открывала или закрывала ионную магистраль и тем самым изменяла электрическое сопротивление датчика. Такой датчик пригодится, к примеру, для детектирования загрязнений окружающей среды или отслеживания активности нейронов мозга.

Новые проводники также понадобятся для технологий, объединяющих биологические и электрические механизмы. К ним относят вычисления в системах искусственного интеллекта. Также одновременное перемещение ионов и электронов важно для систем хранения энергии и зарядки аккумуляторов. Брайан Коллинз надеется найти возможность управлять электрическими сигналами, которые используют живые существа. Поэтому сейчас его группа изучает фундаментальные механизмы обнаруженного явления (Advanced Materials).

Разные разности
Мошенничество в… науке
(В продолжение заметки «Социальные науки: воспроизводимость».) Кстати — о мошенничестве. Весной 2017 года в научном мире разгорелся страшный скандал: 107 научных статей китайских авторов, опубликованных в журнале Tumor Biology, были отозваны главным...
Социальные науки: воспроизводимость
Недавно выяснилось, что в социальных науках результаты примерно половины всех исследований невозможно воспроизвести независимо друг от друга и нет надежного способа заранее определить, какие из них окажутся несостоятельными.
Масло черного тмина действительно волшебное?
Говорят, что масло черного тмина — это настоящая панацея. Если что не так со здоровьем, пей это масло, и всё исправится. Но так ли уж всесилен черный тмин и его масло? Что думает наука по этому поводу?
Красота в носу
Еще совсем недавно студентов учили, что обонятельный эпителий мыши организован хаотично, в нем обонятельные рецепторы расположены случайным образом. Теперь мы знаем, что это не так.
سكس اخوات مصرى samyporn.com سكس حصان ينيك امراه
سكس مصرى محارم arabic-porn.net سكس فرنسي
مسلسل سكس مترجم arabicpornvideo.com افلام اجنبيه ممنوعه من العرض
افلام سكس ميا pornoarabi.com دكتور ينيك ممرضه
نيك وفشخ tvali.net صور نيك مايا خليفة
bengali sex scandal pornjob.info mumbai girls naked
sex مترجم houmar.com سكس علي الكنبة
panjabi sexi vedio themovs.mobi local sex video india
mobile mp4 movies ganstavideos.net hot indian anty photo
elise joson teleseryeme.com mahirap maging pogi full movie
desi favourite list xvideos hlebo.mobi hot tailor
bustymoms monaporn.mobi cilps age.com
avenger hentai hentaisin.com kemonono muchi to ha zai
ika 6 na utos august 31 teleseryerepaly.com first lady march 11 2022
youjiz prontv.mobi parched sex scene