普渡大学李恬教授《自然·通讯》：蘑菇菌丝“长成”纳流控器件，实现纳流控离子传输、pH门控和低浓度阳离子检测

背景：传统纳流控器件依赖电子束光刻、刻蚀等复杂高成本技术，难以在三维或不规则空间中构建连续离子通道。研究目的：普渡大学李恬团队提出利用真菌菌丝天然的自生长能力，在受限几何中自主形成纳流控器件，替代传统加工方法。结论：研究团队引导蘑菇菌丝在微通道、狭缝和开放空间中生长，冻干后菌丝内部保留纳米孔结构且表面带负电荷，能像纳米通道一样调控离子传输。实验证明，菌丝器件在低浓度KCl溶液中出现电导平台，离子电导增强最高467倍，等效纳米通道尺寸在7.4至49.7纳米之间。该器件还实现了pH门控（pH从5升至9时电导提升约3.0倍）、离子整流（整流比1.46）和低浓度阳离子检测（Ca2+检测信号增强约55倍）。该策略将纳流控器件从“被制造的结构”拓展为“可生长的系统”，为离子传感、生物电子学和环境监测提供低成本、可持续的新路径。