-
我国科学家开发新型离电器件,让离子“小球”实现有序奔跑
人工电子电路主要基于电子和空穴进行信号传输和运算,而自然界中生命体内的信息传递和能量转换则主要依赖于复杂的离子体系。以人体为例,生物系统通过协调多种离子,如钾、钠、钙和氯离子等,实现各种纷繁复杂的生理功能。形象地来说,各种离子就像一颗颗小球,在受到刺激信号(如电信号等)时,按需向目的地前进。
近年来,将离子和电子的电荷转移与信号转换结合的离电器件引起了广泛关注和研究。这些器件被誉为生物和非生物系统之间的桥梁,在神经电极、神经假体、智能可植入设备等领域发挥着重要作用。然而,现有的离电器件仍受限于信号载体的单一性,无法携带更多生物兼容的信息。究其原因,主要在于现有器件的构建大多基于传统的门控/非门控材料,无法同时对多种离子“小球”进行排序,从而限制了它们在匹配生物组织中的特征信号表达。
近日,中国科学院理化技术研究所和中国科学院大学,联合清华大学以及首都医科大学科研团队开发了一种具有级联异质界面的双相凝胶离电器件,实现了从电子到多种离子信号的转换和传输,相关研究成果在国际学术期刊《科学》上发表。
该研究强调了门控机制在实现多元离子信号传输中的重要性。在电场的作用下,离子部分去水合和再水合的过程将交替而连续地进行。由于不对称化学结构和空间尺寸的影响,异质界面将扮演多重“门”的作用,迫使“小球”脱掉由水分子组成的“外套”,而它们脱掉“外套”的难易程度是不一样的。双相多界面结构引发的级联异质门控效应,将决定不同离子传输的能垒,使不同价态阳离子之间的跨界面传输呈现巨大的差异。因此,在不同电压刺激下,HBG材料能够对离子传输能垒进行排序和控制,让“小球有序奔跑”,实现从电子到多元离子的分级传输。
级联异质门控双相凝胶材料
这项研究制备了具有级联异质门控的离电材料,揭示了级联异质门控效应对离子传输的重要影响,实现了多元离子的分级传输和离子选择性的跨级传输,并展示了这一技术在离电信号转换和生物离子神经调节方面的潜在应用。这种级联异质门控设计有望在神经拟态信号传输方面发挥重要作用,为实现生物-非生物系统的多元复杂信号通信提供新的思路和方法。
(总台央视记者 帅俊全 褚尔嘉)
- 原标题:我国科学家开发新型离电器件 让离子“小球”实现有序奔跑
- 责任编辑: 房佶宜 
-
今日通车!“云岭天路”来了
2023-11-26 13:34 高铁世纪 -
南部战区中缅边境实战化演训,重点检验战区部队边境封控等作战能力
2023-11-26 13:00 -
马云前助理:马家厨房肯定不做预制菜
2023-11-26 11:59 -
“滞留缅北等地,这42人不回国自首将被严惩”
2023-11-26 11:46 打击网络诈骗 -
周口客运总站停运:旅客极其稀少,设计为日发送2万人次
2023-11-26 11:17 -
黑龙江一棚改小区建成9年即成危楼:上亿资金未见效
2023-11-26 10:59 -
3572:1!宁夏一岗位成国考最热岗位
2023-11-26 10:17 -
军报:坚决维护中缅边境安全稳定
2023-11-26 08:13 观察者头条 -
国考笔试今日开考,报名人数首破300万
2023-11-26 07:44 -
中缅边境实兵演习区域公布
2023-11-25 21:37 -
央企负责人会议:要积极防范化解重点领域风险,带头还款
2023-11-25 21:35 国企备忘录 -
被钢筋混凝土掩埋的7人,已确认全部遇难
2023-11-25 19:56 安全生产 -
美“霍珀”号驱逐舰非法闯入中国西沙领海,南部战区回应
2023-11-25 19:20 南海局势 -
最高法明确:“用自伤自残威胁”属于家暴
2023-11-25 19:13 依法治国 -
成都一楼盘降价40%,管委会:涉嫌扰乱正常秩序
2023-11-25 17:19 中国房市 -
鉴定所被举报伪造亲子鉴定套取出生证,武汉警方:正跟进调查
2023-11-25 16:21 -
大家聊世界中国学丨张焮:通过研究中国,更深刻地把握整个世界的变化和未来发展
2023-11-25 14:34 -
“有朋友问我学中文去哪好,我给他介绍去了汶川”
2023-11-25 14:11 -
大家聊世界中国学丨潘玮琳:学者们为世界了解中国搭起思想和知识的桥梁
2023-11-25 14:03
相关推荐 -
俄罗斯总统普京抵达北京 评论 24黄循财宣誓就任新加坡第四任总理 评论 41“杰出但不突出”?为什么选他接班李显龙 评论 83中方是否对美国产品加征新关税?外交部回应 评论 168“别学美国对华这种‘坏主意’” 评论 124最新闻 Hot
-
太阳刚刚爆发近20年来最强耀斑,对地球……
-
“可怕的消息!对中国这样,将打击每个美国家庭”
-
“美以私下说好了:他来,不动手”
-
她竟称“希望中国以理性方式回应”
-
法国突发!囚车遭劫致2名狱警死亡,马克龙“震惊”
-
“太讽刺了!”TikTok内容创作者出手
-
俄新防长:中印可以做到这一点,但欧洲不行
-
性骚扰女生的失德教师欲删除自己的网络词条,法院判决驳回
-
“别学美国对华这种‘坏主意’”
-
“我对俄中经济关系的宏伟前景充满信心”
-
又一位宣布辞职!“作为欧洲犹太人的后裔,我无法保持沉默”
-
“美军赖在这儿无所事事,美官员还颐指气使威胁我”
-
美宣布对华加征关税,商务部:将采取坚决措施
-
“中企创新力令人印象深刻,反华情绪不应干扰市场”
-
布林肯突访,“释放强烈安抚信号”
-
欧盟下黑手后,两家中企被迫退出
-