生物膜中的纳米孔道可调节细胞内外的离子输运，在细胞的物质交换、信号传递、能量转换等生物过程中具有重要作用。模拟生物体中的纳米孔道，仿生纳米孔道实现了对离子电流的整流或响应性的门控。仿生纳米孔道通常是在孔道表面负载电荷(即表面电荷)，本工作将带负电的聚合物组装到纳米孔道中，使负电荷充满整个孔道(即空间电荷)。 与具有表面电荷的柱形纳米孔道相比，具有空间电荷的柱形纳米孔道的离子电流增加了2-10 倍。通过模拟计算，空间电荷能大大的增加孔道内反离子的浓度，从而使离子电流增大。另外，改变无规聚合物中带电荷链节的含量，可以改变纳米孔道中空间电荷的密度。相应的Ⅰ-Ⅴ数据显示，离子电流随孔道中空间电荷密度的增加而线性增加。最后，纳米孔道对高浓度的盐溶液的离子整流能力较低，而填充聚合物的子弹头型纳米孔道对高浓度盐溶液的整流增强。这可能是由于聚合物在纳米孔道中受限组装，形成了具有细小管道的网络结构。