امکان ساخت کانال یونی مصنوعی با گرافن

پژوهشگران با استفاده از روش CVD اقدام به ساخت نانوحفره‌های روی سطح گرافن کردند و از این نانوحفره‌ها به عنوان کانال انتخاب‌گر یونی استفاده کردند. از این نانوحفره‌ها می‌توان برای ساخت کانال یونی مصنوعی استفاده کرد.

سطح سلول حاوی صدها حفره بسیار کوچک معروف به کانال یونی وجود دارد که هر یک مخصوص انتقال یون ویژه‌ای است. قطر کانال‌های یونی در حد یک نانومتر است که مسئول متعادل نگه داشتن یون‌ها در بدن است.
اخیرا پژوهشگران مؤسسه فناوری ماساچوست (MIT) در امریکا موفق به ساخت نانوحفره‌ای از جنس گرافن شدند که قادر است رفتاری شبیه کانال‌های یونی در سلول داشته باشد.
این نانوحفره گرافنی قطری در حدود دو نانومتر دارد که می‌توان آن را در زمره کوچکترین حفره‌های ساخته شده برای مطالعه جریان یونی قلمداد کرد. این حفره‌ها می‌توانند به صورت انتخابی یون‌های ویژه‌ای را از خود عبور دهند. روهیت کارنیک از محققان رشته مهندسی مکانیک می‌گوید: «آنچه که ما شاهد آن هستیم تنوع بسیار زیادی در خواص انتقال این حفره‌هاست. این بدان معناست که این نانوحفره را می‌توان در حوزه‌های مختلف استفاده کرد.»
کارنیک می‌گوید: «نانوحفره‌های گرافنی می‌توانند مانند یک حسگر عمل کرده و برای شناسایی یون‌هایی نظیر جیوه، پتاسیم و فلئور در محلول استفاده شود. ساخت غشاء‌های انتخاب یونی می‌تواند در حفاری نیز استفاده شود. در آینده نزدیک احتمال ساخت نانوحفره‌های گرافنی با قابلیت رصد مقادیر بسیار کم از یون‌های طلا در میان یون‌های فلزی مختلف نظیر نقره و آلومینیوم وجود خواهد داشت.»
در سلول‌های زنده، تنوع کانال‌های یونی به دلیل ابعاد حفره‌ها و چیدمان اتمی دقیق آن‌هاست که معمولاً اندکی کوچکتر از یونی بوده که قرار است از میان حفره عبور کند.
جین از محققان این پروژه می‌گوید: «زمانی که نانوحفره‌های کوچکتر از ابعاد یون هیدراته باشد، شما شروع به تفکر درباره رفتار نانوحفره‌ها می‌کنید.»
محققان این پروژه معتقداند که با استفاده از نانوحفره‌های گرافنی می‌توان کانال‌های یونی مصنوعی تولید کرد. این گروه تحقیقاتی برای تولید این نانوحفره از روش CVD استفاده کردند که در آن با ایجاد یک نقص ساختاری در سطح، نانوحفره مورد نظر را ایجاد کردند.