引力波是今年的重大发现，目睹太空本身的微小涟漪，发出了世界与宇宙之间交流的号角。引力波这种无穷小波纹不仅存在于大量体系中，而且在单分子水平甚至原子尺度附近也与微小的成分联系在一起。 因此，科学家们也希望所开发的技术能够对极端微观世界带来多重见解，这可能有助于解决几十年来生物化学问题，作为下一个科技突破。

目前，纳米孔已经发展成为一种简洁的无试剂检测方法，可以用于检测电化学和光学的单分子动态结构，构象和其他特征。作为潜在的基因测序仪，传统的纳米孔传感机制与体积排阻效应有关。近年来，牛津纳米孔公司已经发布了便携式测序仪，似乎已经完全了解决基于纳米孔的DNA测序中的主要问题。那么，纳米孔技术的下一个突破点是什么？ 纳米孔技术的能力会再次轰动研究领域吗？

最近，来自华东理工大学的Yi-Tao Long教授的研究团队运用一种小方法讨论并描述了纳米孔技术的未来。虽然有许多横幅技术可以获得像低温EM这样的单分子信息以及观察到动态结构相互作用，但工作过程仍然是有挑战性的。 “随着对揭示单分子化学和生物物理的需求越来越高，它不仅需要纳米孔提供单个分析物的结构/构象/序列信息，而且还要实现直接读取每个个体的动态结构活性的任务 。“Yi-Tao Long教授说。

他们提出并扩展了纳米孔电化学限制效应的概念，以开发新型的传感机制与方法。有限空间为特定和准确的微观过程创造了独特的物理与化学环境。例如，酶构建了限制以适应其底物结合，这样从而导致反应的连续化学途径。受限的离子通道可以容纳离子在细胞内部和外部之间的运动，调节离子在细胞膜上的不均匀分布。“对于纳米孔来说，微小的孔隙结构不仅为排除单个分析物的体积检测提供了一个物理限制空间，”Long说，“而且还可以在电化学和光学中也会引起一些特殊的激发现象。”他们讨论了电化学孔和分析物之间的强相互作用的限制，孔径中的电子转移过程以及纳米孔内的亚波长光。纳米孔的新型传感机制可能使得纳米孔在纳米科学中做出关键贡献。

这些研究人员认为，这些电化学限制效应能够探索纳米孔的新型检测机制，可以有效地将单个分子的动态功能/结构转换为离子特征或光学图案。这将促进纳米颗粒在生命科学和材料科学中的广泛应用。

原文来自：advancedsciencenews，原文题目：Seeing from a Nanoelectrochemical Confined World,由材料科技在线团队整理。