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生物离子通道由镶嵌在细胞膜上的特殊蛋白构成，其独特的非对称结构能够实现对特定离子或分子的定向输运。通道上特殊的蛋白能够对外界刺激产生智能响应，赋予通道开关功能。模拟生物离子通道的结构与功能来构筑人工纳米通道体系，实现对离子或分子在纳米通道中的响应性定向输运，将为构筑新型的纳流能量转换器、纳流离子整流器以及生物传感器奠定理论基础。本论文制备了一种基于TiO2的人工纳米通道[1-3]。图1给出了具体的制备过程，包括(1)通过电化学阳极氧化法制备两侧孔径非对称的TiO2纳米管；(2)利用十八烷基三甲氧基硅烷(OTS)对其进行表面修饰；(3)利用TiO2的紫外光催化活性将OTS分解从而在纳米通道表面引入羧基基团。当TiO2纳米通道的小孔端直径与电解质溶液的德拜长度接近时，纳米通道表现出离子整流性质。化学修饰的非对称TiO2纳米通道同时表现出光响应的门控效应和电响应的离子定向输运，其在传感、分离以及纳流二极管领域表现出潜在的应用价值。