近年来,仿生材料引起了许多科研工作者的关注,生命本身具有非常强大的选择、调节和控制体系,使得生命在外界环境的变化中得以存在。人类期望向大自然学习,模拟这些结构和功能,让人类能更好地生活及与大自然相处。仿生智能纳米通道就是其中一个方面,为发展智能分子检测器件和响应性材料提供了新的思路。第一章简要综述了生物通道和固态纳米孔的制备,介绍了仿生智能纳米通道在光、pH、电压、金属离子及小分子检测方面的应用,对纳米通道内离子运输原理和特性进行了简要介绍。第二章研究了修饰PB的二氧化钛纳米通道阵列薄膜（TiCNs）电极在阳离子传感器中的应用。采用阳极氧化法制备了直立生长的高度有序的TiO2纳米通道阵列薄膜,并且通过层层组装技术可控修饰无机配合物普鲁士蓝纳米薄层,利用普鲁士蓝晶体自身对不同阳离子的选择性以及阳离子自身的电渗流差异探索不同阳离子（H+、Na+、K+或Mg2+、Ca2+、Cu2+）在纳米通道内的运输以及形成的电流。然而,本实验普鲁士蓝颗粒间存在缝隙,导致晶格对离子选择性较弱,电流的变化主要来自电渗流的影响,为了提高该复合膜的选择性,后续还需进行更多的实验优化。第三章利用磷酸根与Ti离子的特异性吸附,对纳米孔道进行功能分子修饰,在此基础上探索了纳米通道内金属离子的响应性研究。通过阳极氧化法制备TiO2纳米通道阵列,以TiO2纳米管之间的缝隙（尺寸约为40 nm）作为纳米通道,在尺寸越小的纳米通道内双电层作用越明显。通过磷酸根与二氧化钛表面的羟基形成二齿螯合结构连接焦磷酸,由于焦磷酸具有两个磷酸根,所以通道表面呈较强的磷酸根负电性。本实验考察了表面静电作用以及磷酸根与金属离子的配位作用下,纳米通道对不同化合价的金属离子的响应,为构建高通量的金属离子吸附和传感平台提供了新思路。