具有可控單價陽離子分離的人工離子通道在生物醫學、離子分離和能量轉換中發揮著重要作用。然而，由于離子與離子之間的競爭性運輸和通道缺乏離子門控能力，開發類似于生物離子通道的人工離子通道仍然是一項艱巨的挑戰。
在這里，大連理工大學Xie Quan報道了一種具有聚多巴胺限制的埃級通道的導電 MXene 膜，并提出了一種電壓門控和離子電荷協同策略，以同時實現門控和選擇性單價陽離子分離。
文章要點
1）該膜對 K+ 運輸表現出高度可切換的“開關”比 ～9.9，K+/Li+ 選擇性極佳，為 40.9，優于已報道的具有電門控的膜的離子選擇性（通常為 1.5 到 6）。
2）理論模擬表明，引入的高電荷陽離子如Mg2+使得目標K+比競爭的Li+在通道入口處優先分布，并且表面電位降低了離子傳輸能壘，從而允許K+快速通過通道。
參考文獻
Xu Wang, et al, Comediation of voltage gating and ion charge in MXene membrane for controllable and selective monovalent cation separation, Sci. Adv. 10, eado3998 (2024)
DOI: 10.1126/sciadv.ado3998
