河北
由东京大学的平冈修一教授和横滨市立大学的立川正典教授带队的研究团队，利用水里自组装的分子“纳米立方体”，定量分析了分子如何通过动态纳米级孔隙。研究人员发现了个没想到的现象：对于直链烷烃分子，长分子通过分子门的速度反而比短分子还快。
研究还发现，传输速率不光看孔径大小，还跟门的动态灵活性以及孔外表面的微弱瞬时作用有关。这项研究已经发表在《化学》期刊上。
纳米级孔道里的物质运输，是很多生物过程的基础，比如细胞膜上的离子通道和水通道蛋白。不过，跟硬邦邦的人工滤网不一样，生物孔道因为热运动，老是晃来晃去、变来变去。要从分子层面搞清楚分子是怎么穿过这种会动的门的，一直是个难题。
为了弄明白这个问题，研究人员用了一种立方体形状的分子结构，这是由两亲性分子（就是一头喜欢水、一头不喜欢水的分子）在水里自己拼装出来的。这些“纳米立方体”里面有个不喜欢水的空腔，外面通过一些软软的小孔跟外界连通。他们做了三种软硬程度不一样的纳米立方体，然后仔细对比了一下，看孔道的活动是怎么影响分子进出的。
研究人员利用时间分辨发光测量法，分析了各种烃类分子的摄取速率。他们发现，直链烷烃进入纳米立方体的速度远快于相同碳数的支链烷烃，这表明动态孔道区分的是分子形状，而不只是分子大小。
更令人惊讶的是，随着烃链变长，传输速率反而增加。这一趋势跟咱们平时的常理正好相反，因为大家一般会觉得，东西越长，过窄口子就越慢。研究人员还发现，在分子末端加上双键或三键，传输就变快了；而加上氧原子，速度就慢下来了。
为了解释这些观察结果，研究团队提出了一种两步传输机制。分子会先在纳米立方体外表面形成一个短暂的“接触复合体”，之后才穿过不断开合的孔道。与外表面相互作用更强的分子会在那里停留更长时间，从而在通道口暂时打开时，进去的机会就更大。分子动力学模拟直接可视化了孔道打开和分子通过的过程，印证了他们的猜想。
这些发现为分子通过动态纳米级孔道的传输提供了新的动力学原理，未来设计人工通道、分子识别系统或分离材料时，可能会用到这些原理，而这些设计灵感正是来自生物传输过程。
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