[发明专利]环状纳米孔道及其制备和测试方法

权利要求书

1.一种环状纳米孔道，其特征在于：在纳米孔道基底的孔道内填充有电解质溶液冰晶体，对所述纳米孔道基底进行升温，升温同时检测孔道内部电流变化，升温至电流激增点时，所述电解质溶液冰晶体在与所述纳米孔道基底的接触面形成准液体层，所述准液体层构成所述环状纳米孔道；所述电解质溶液冰晶体是电解质溶液在其结冰点以下完全冷冻形成的。

2.根据权利要求1所述的环状纳米孔道，其特征在于：所述的纳米孔道基底设有单个纳米孔道或多个纳米孔道。

3.根据权利要求1所述的环状纳米孔道，其特征在于：所述的纳米孔道基底的材料包括无机材料或有机高分子材料；所述无机材料包括玻璃、硅材料、氧化铝或石墨烯中的至少一种；所述有机高分子材料包括聚酰亚胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚吡咯或聚苯胺中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的环状纳米孔道，其特征在于：所述的纳米孔道基底的孔道内表面具有亲水性。

5.根据权利要求1所述的环状纳米孔道，其特征在于：所述的纳米孔道基底的孔道形状包括锥形、柱形、子弹形、沙漏形、漏斗形或多分枝形。

6.根据权利要求1所述的环状纳米孔道，其特征在于：所述的电解质溶液的浓度范围为0.1 mM～1 M。

7.根据权利要求1所述的环状纳米孔道，其特征在于：所述的电解质溶液包括一价金属盐溶液、二价金属盐溶液或三价金属盐溶液中的至少一种。

8.一种权利要求1至7中任一项所述的环状纳米孔道的制备方法，包括：

1）向纳米孔道基底的孔道内部注入电解质溶液，并将所述纳米孔道基底置于相同的电解质溶液中，将温度调节至所述电解质溶液的结冰点以下并静置一定时间，使得所述纳米孔道基底处于完全冷冻状态，以在纳米孔道基底的孔道内填充电解质溶液冰晶体；

2）对步骤1）得到的处于完全冷冻状态的所述纳米孔道基底进行升温，升温同时检测孔道内部电流变化，升温至电流激增点时，即得所述环状纳米孔道。

9.一种环状纳米孔道的测试方法，其特征在于：采用的测试装置包括低温恒温槽、实验容器、工作电极、参比电极和电流电压检测器；所述实验容器设有充满冷冻液的夹层，所述冷冻液通过所述低温恒温槽带动循环流动以保持实验容器内部温度稳定；所述工作电极为设有Ag/AgCl电极的纳米孔道基底；所述参比电极为Ag/AgCl电极；所述实验容器内部设有电解质溶液，所述工作电极与所述参比电极插入所述实验容器内部的电解质溶液中，形成两电极体系；通过所述电流电压检测器检测获得所述两电极体系的电信号变化；将所述实验容器置于低于所述电解质溶液结冰点的温度下并静置一定时间，使得所述纳米孔道基底处于完全冷冻状态，以在纳米孔道基底的孔道内填充电解质溶液冰晶体；随后升温，升温同时检测孔道内部电流变化，升温至电流激增点时，形成环状纳米孔道；通过所述电流电压检测器检测获得所述环状纳米孔道的I-V曲线。