自1994年纳米孔技术的概念提出以来,凭借实验操作便捷、超高通量、检测精度极高、信号可重复性好,固态纳米孔广泛用于检测病毒、细胞及金属颗粒等,在病毒检测、基因测序、疾病预防等方面有极大的应用潜力。本课题使用固态纳米孔对纳米颗粒进行了表征性实验研究。借助这项研究发现一般性规律,揭示潜在的物理图景,也侧面简化了生物分子的过孔情况,为生物颗粒检测研究提供了必要参考。主要研究内容及成果如下:1)完成了纳米孔和纳米颗粒溶液的制备与表征。借助聚焦离子束系统制备并表征了氮化硅纳米孔;采用还原法制备了银纳米颗粒,并用多手段表征了其尺寸、形状和电荷。2)建立了纳尺度下的颗粒输运理论。界面静电理论给出了纳米颗粒和孔壁面附近存在的双电层效应。界面电动理论研究了纳米颗粒过孔时涉及的电渗、电泳、流动势和沉降势。3)实现了纳米颗粒的尺寸表征。借助氮化硅纳米孔检测不同粒径的纳米颗粒,分析阻塞电流幅值与过孔时间等特征信息,实现了纳米颗粒的尺寸辨识。研究还发现,偏置电压对纳米颗粒过孔信号有影响:当其他实验条件一致时,较高的偏置电压会引起较大的阻塞电流幅值和较短的过孔时间;不同的偏置电压会改变纳米孔的捕获半径以及作用于颗粒的电场力,从而影响纳米颗粒的捕获率。4)实现了纳米颗粒的形状辨识。利用纳米孔检测两种不同形状的纳米颗粒,发现球体纳米颗粒的相对电流幅值分布是对称的,高斯峰位于分布区域的中心,而立方体纳米颗粒的相对电流幅值拟合峰在分布区域的偏右侧。以此规律分析形状混合的纳米颗粒,完成了形状辨识的目标。此外,通过分子动力学模拟证实了立方体纳米颗粒在纳米孔内的旋转导致了其相对阻塞电流的非高斯分布。