In der Natur dienen Ionenkanäle zum selektiven Transport von Ionen, Wasser und kleinen organischen Molekülen durch Zellmembranen. Durch externe Stimulation verändern biologische Ionenkanäle ihre Konformationszustände um Ionentransport zu verstärken oder zu blockieren und so Funktionen wie Kommunikation zwischen Zellen, Leitung in Nervenbahnen und Signaltransport zu ermöglichen. Inspiriert durch die Funktionalität und Reaktionsfreudigkeit von Ionenkanälen ist in dieser Arbeit ein Weg zur Herstellung von künstlichen, gezielt ansprechbaren, nanoporen-basierten Membranen aufgezeigt. Zu diesem Zweck wurden Schwerionenbestrahlungen von Polymerfolien am UNILAC Linear Beschleuniger (GSI, Darmstadt) durchgeführt. Die geschädigten Zonen (latenten Spuren) im Polymer werden durch asymmetrisches bzw. symmetrisches Spurätzen selektiv herausgelöst, um konische bzw. zylindrische Nanoporen herzustellen. Mittels Schwerionenbestrahlung und anschließendem chemischem Ätzen werden chemische Bausteine an der Poreninnenwand erzeugt. Die ursprünglichen Carboxylgruppen (-COOH) an der Porenwand werden mittels Carbodiimide-Kopplungs-Chemie für die chemische Bindung von gezielt ansprechbaren Molekülen ausgenutzt, die primäre Amin in ihren Hauptsträngen besitzen. Auf Temperatur reagierende Membranen werden durch Immobilisierung von Polymerketten, die auf Amingruppen enden, (PNIPAAM-NH2) an der Poreninnenwand mittels dem sogenannten “grafting-to” Verfahren hergestellt. Durch Veränderungen der Umgebungstemperatur wird der effektive Porendurchmesser durch Schwellen oder Zusammenziehen der Polymerketten kontrolliert. Dies führt zu Abschwächung bzw. Verstärkung des Ionentransports durch die modifizierten Poren. Die experimentellen Ergebnisse zeigen reversible temperaturabhängige Veränderungen beim Durchfluss des Analyten durch eine Multipormembran sowie der ionischen Leitfähigkeit von Einzelpormembranen als Reaktion auf Temperaturveränderungen im Elektrolyt im Kontakt mit der Nanopore. Lichtsensitive Nanoporen werden durch dekorieren der Porenwand mit Monolagen von photolabilen Molekülen hergestellt. Die ungeladenen photosensitiven Pyren-Bausteine werden von der Porenoberfläche durch UV Bestrahlung abgelöst. Dies führt zu Erzeugung von Carboxylatgruppen (-COO–). Der durch Licht ausgelöste selektiv-permeable Ionentransport wird experimentell und theoretisch durch Aufnahme von Strom-Spannungs-Kurven und Durchflussmessungen an Einzelporen- und Multiporen-membranen untersucht. Zusätzlich werden doppelt ansprechbare Nanoporen, die sowohl auf Licht als auch auf pH-Wert-Änderungen reagieren, hergestellt. Dies geschieht mittels Funktionalisierung der Nanoporenoberfläche mit photosensitiven “caged” Lysinketten. Die ungeladenen und hydrophoben photo-labilen 4,5-Dimethoxy-2-Nitrobenzyl-Gruppen, die Amin und Carboxylsäuren des Lysin schützen, werden bei Bestrahlung der modifizierten Poren mit UV Licht herausgelöst. Dies führt zur Entstehung von hydrophilen amphoteren Gruppen an der inneren Porenwand. Bei diesem Experiment werden sowohl Einzelkanalmembranen als auch Vielkanalmembranen für den durch Licht und pH-Wert kontrollierbaren Transport von ionischem und molekularem Analyt durch die Poren eingesetzt. Zusätzlich zu den oben erwähnten gezielt ansprechbaren Systemen, wird die Ionentransport-Veränderung durch biomolekulare Konjugation innerhalb der begrenzten Geometrien erzielt. Dazu wird die Nanoporenoberfläche mit geeigneten Elementen (Liganden) modifiziert. Zuerst, wird ein Eisen(III)Py-Komplex (Ligand) an der Porenoberfläche immobilisiert. Die Fe(II)-Ionen inkorporiert in Eisen-terPy Komplex biokonjugieren mit Lactoferrin durch spezifische Metallionen-Protein Wechselwirkungen. Der Biokonjugationsprozess innerhalb der Nanopore verringert signifikant den effektiven Porendurchmesser, der für den Porentransport zur Verfügung steht und resultiert in einer Verringerung des Ionenflusses durch die Membran. Anschließend wird ein Versuch gemacht Nanoporen, die reversible biomolekulare Erkennung und Konjugation haben, mittels Lectin-Carbohydrat- Wechselwirkungen herzustellen. Zu diesem Zweck wird die Nanoporenoberfläche mit Mannopyranosid dekoriert. Dieses besitzt die Eigenschaft zur selektiven Biokonjugation mit Lectin (ConA) Proteinen. Die biomolekularen Bindungs- und Lösungsereignisse innerhalb der begrenzten Geometrien führen zu messbaren Veränderungen der Leitfähigkeit von Einzelkanalmembranen und Durchflussraten im Falle der Multiporenmembran. Zusätzlich sind die ConA Bindungs/Lösungsereignisse innerhalb der begrenzten Umgebung reversibel d.h. durch einfache Spülung der biokonjugierten Membran mit Mannoselösung werden vielfache Messzyklen ermöglicht. Solche gezielt ansprechbaren nanoporösen Systeme, die in dieser Arbeit untersucht werden, haben großes Potential als Biosensoren, Medikamentenverabreichung und zum Design von kontrollierten Abgabeplattformen, insbesondere wenn die Modulation der Nanoporenparameter bei biologischen Bedingungen notwendig ist.