【儀表網(wǎng) 研發(fā)快訊】憶阻器(Memristor)是一種具有記憶功能的非線性電阻器，繼電阻、電容和電感之后的第四種基本電路元件，1971年從理論上預言，并在2008年首次實現(xiàn)。憶阻器作為一種仿神經(jīng)器件，在類腦計算、腦機接口等領(lǐng)域具有巨大潛力。
 

　　在國家自然科學基金委、科技部和中國科學院的大力支持下，化學研究所活體分析化學實驗室于萍課題組近年來一直致力于流體憶阻器的研究，在器件構(gòu)筑、傳輸原理及應用方面展開了系統(tǒng)研究。在前期研究中，該團隊設計構(gòu)筑了聚電解質(zhì)限域流體體系 (J. Am. Chem. Soc.2017,139,1396–1399;Angew. Chem. Int. Ed. 2018, 57,4590.) ，發(fā)現(xiàn)了該體系中的憶阻行為，并首次實現(xiàn)了突觸可塑性的化學調(diào)控行為、神經(jīng)化學信號與電信號轉(zhuǎn)導的模擬 (Science.2023,379,156-161)，為發(fā)展類化學突觸功能器件、神經(jīng)智能傳感、神經(jīng)形態(tài)計算等提供了新的思路。
 

　　近期，課題組通過設計新型流體憶阻器器件結(jié)構(gòu)和原理，提出并發(fā)展了基于有機液膜的離子選擇性憶阻器。他們構(gòu)建了溶有二苯并18-冠醚-6的二氯乙烷液膜體系，發(fā)現(xiàn)此體系具有憶阻器的特征，利用液膜中離子的濃度分布變化，實現(xiàn)了器件的記憶效應，成功模擬了多種神經(jīng)電行為。相比于傳統(tǒng)固體器件，所發(fā)展的流體器件具有可與生物體系相比擬的工作電壓和功耗。更重要的是，利用二苯并18-冠醚-6的鉀離子選擇性，該器件首次實現(xiàn)了對依賴于離子選擇性的神經(jīng)功能，如靜息電位等的模擬，為實現(xiàn)多離子并行類腦智能傳感和類腦計算奠定了基礎(chǔ)。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在上PNAS期刊上(https://doi.org/10.1073/pnas.2417040122 (2025)), 文章第一作者是博士生解博揚，通訊作者為于萍研究員，完成單位為中國科學院化學研究所、中國科學院大學。
 

基于仿生有機液膜的離子選擇性憶阻器件