细胞膜上的离子通道充当“开关”的功能以保证各种营养物质和离子的选择性传输。人造固态纳米孔道的飞速发展为模仿生物体中离子通道的功能提供很好的平台。从细胞膜离子通道获得启示，对人造固态纳米孔道进行功能化修饰可实现离子传输对环境刺激的智能响应。功能化人造固态纳米孔道，不仅可以得到对单一刺激的智能响应，而且还可以通过对响应分子的选择和设计实现多种刺激协同作用的智能响应。这方面的研究为创建仿生的智能体系提供了一种新方法，在仿生离子通道研究中具有重要的意义。本论文以单个玻璃锥形纳米孔道为研究对象，采用不同的修饰方法将响应性化合物修饰到孔壁以实现多种刺激下的离子传输性质调控。论文分为四章:　　 第一章是绪论。该章首先介绍了各类生物学纳米孔道和人造固态纳米孔道;接着总结了这些纳米孔道在纳米传感和仿生离子通道方面的诸多应用。最后提出了论文构思。　　 第二章描述了单个玻璃锥形纳米孔道的制作过程，采用电化学方法确定纳米孔的锥尖半径，用激光扫描共聚焦显微镜观察纳米孔道的整体形貌。　　 第三章将4-羧基苯硼酸(CPBA)修饰到单个玻璃锥形纳米孔壁，得到了在葡萄糖刺激作用下调控离子传输性质的纳米装置。苯硼酸是一类生物相容性好、性质稳定的葡萄糖敏感物质，能够与葡萄糖结合形成带负电荷的硼酸酯。研究表明，CPBA修饰单个玻璃锥形纳米孔道可在葡萄糖作用下调控离子整流的开关行为，实现了离子传输在无明显选择性到阳离子选择性之间的转换。在0～0.1mM浓度范围内，CPBA修饰玻璃锥形纳米孔道的离子整流比与葡萄糖浓度具有很好的线性关系，可直接用于葡萄糖的定量检测，在精确生物传感和创建智能仿生体系等方面具有潜在的应用价值。　　 第四章通过表面引发原子转移自由基聚合反应在单个玻璃锥形纳米孔壁修饰上共聚物聚（甲基丙烯酸N，N二甲氨基乙酯-乙烯基苯硼酸）（PDMAEMA-co-PVPBA），实现了pH、温度和糖三种刺激响应的离子传输性质调控。当从2到12调节环境pH值时，共聚物PDMAEMA-co-PVPBA修饰的纳米孔道从正电压下“高”的导电状态转变为“低”的导电状态，同时从负电压下“低”的导电状态转变为“高”的导电状态，响应范围宽。pH可调控共聚物修饰的纳米孔道在“开/关”之间进行可逆转换。在温度调节过程中，当T＞LCST时，共聚物PDMAEMA-co-PVPBA修饰纳米孔道的离子电流明显增大。共聚物PDMAEMA-co-PVPBA修饰纳米孔道对糖类物质具有很好的敏感性，离子整流比随葡萄糖/果糖浓度的增大而增大，纳米孔道的离子传输实现了从基本没有选择性到阳离子选择性的转变。我们首次创建了pH、温度和糖类三种刺激响应的纳米孔离子传输体系，更加逼真地模拟了细胞膜离子通道的功能，在纳米仿生，材料科学等领域具有很高的应用前景。