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，门控离子或分子的定向输运[1]。模拟生物离子通道的非对称性结构与智能门控功能来构筑仿生智能纳米通道体系，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[2]。本论文制备了一种基于TiO2纳米管的仿生纳米通道[3-5]。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。