-
我國科學家開發(fā)新型離電器件,讓離子“小球”實現(xiàn)有序奔跑
人工電子電路主要基于電子和空穴進行信號傳輸和運算,而自然界中生命體內(nèi)的信息傳遞和能量轉(zhuǎn)換則主要依賴于復雜的離子體系。以人體為例,生物系統(tǒng)通過協(xié)調(diào)多種離子,如鉀、鈉、鈣和氯離子等,實現(xiàn)各種紛繁復雜的生理功能。形象地來說,各種離子就像一顆顆小球,在受到刺激信號(如電信號等)時,按需向目的地前進。
近年來,將離子和電子的電荷轉(zhuǎn)移與信號轉(zhuǎn)換結(jié)合的離電器件引起了廣泛關注和研究。這些器件被譽為生物和非生物系統(tǒng)之間的橋梁,在神經(jīng)電極、神經(jīng)假體、智能可植入設備等領域發(fā)揮著重要作用。然而,現(xiàn)有的離電器件仍受限于信號載體的單一性,無法攜帶更多生物兼容的信息。究其原因,主要在于現(xiàn)有器件的構(gòu)建大多基于傳統(tǒng)的門控/非門控材料,無法同時對多種離子“小球”進行排序,從而限制了它們在匹配生物組織中的特征信號表達。
近日,中國科學院理化技術(shù)研究所和中國科學院大學,聯(lián)合清華大學以及首都醫(yī)科大學科研團隊開發(fā)了一種具有級聯(lián)異質(zhì)界面的雙相凝膠離電器件,實現(xiàn)了從電子到多種離子信號的轉(zhuǎn)換和傳輸,相關研究成果在國際學術(shù)期刊《科學》上發(fā)表。
該研究強調(diào)了門控機制在實現(xiàn)多元離子信號傳輸中的重要性。在電場的作用下,離子部分去水合和再水合的過程將交替而連續(xù)地進行。由于不對稱化學結(jié)構(gòu)和空間尺寸的影響,異質(zhì)界面將扮演多重“門”的作用,迫使“小球”脫掉由水分子組成的“外套”,而它們脫掉“外套”的難易程度是不一樣的。雙相多界面結(jié)構(gòu)引發(fā)的級聯(lián)異質(zhì)門控效應,將決定不同離子傳輸?shù)哪軌?,使不同價態(tài)陽離子之間的跨界面?zhèn)鬏敵尸F(xiàn)巨大的差異。因此,在不同電壓刺激下,HBG材料能夠?qū)﹄x子傳輸能壘進行排序和控制,讓“小球有序奔跑”,實現(xiàn)從電子到多元離子的分級傳輸。
級聯(lián)異質(zhì)門控雙相凝膠材料
這項研究制備了具有級聯(lián)異質(zhì)門控的離電材料,揭示了級聯(lián)異質(zhì)門控效應對離子傳輸?shù)闹匾绊?,實現(xiàn)了多元離子的分級傳輸和離子選擇性的跨級傳輸,并展示了這一技術(shù)在離電信號轉(zhuǎn)換和生物離子神經(jīng)調(diào)節(jié)方面的潛在應用。這種級聯(lián)異質(zhì)門控設計有望在神經(jīng)擬態(tài)信號傳輸方面發(fā)揮重要作用,為實現(xiàn)生物-非生物系統(tǒng)的多元復雜信號通信提供新的思路和方法。
(總臺央視記者 帥俊全 褚爾嘉)
- 原標題:我國科學家開發(fā)新型離電器件 讓離子“小球”實現(xiàn)有序奔跑
- 責任編輯: 房佶宜 
-
今日通車!“云嶺天路”來了
2023-11-26 13:34 高鐵世紀 -
南部戰(zhàn)區(qū)中緬邊境實戰(zhàn)化演訓,重點檢驗戰(zhàn)區(qū)部隊邊境封控等作戰(zhàn)能力
2023-11-26 13:00 -
馬云前助理:馬家廚房肯定不做預制菜
2023-11-26 11:59 -
“滯留緬北等地,這42人不回國自首將被嚴懲”
2023-11-26 11:46 打擊網(wǎng)絡詐騙 -
周口客運總站停運:旅客極其稀少,設計為日發(fā)送2萬人次
2023-11-26 11:17 -
黑龍江一棚改小區(qū)建成9年即成危樓:上億資金未見效
2023-11-26 10:59 -
3572:1!寧夏一崗位成國考最熱崗位
2023-11-26 10:17 -
軍報:堅決維護中緬邊境安全穩(wěn)定
2023-11-26 08:13 觀察者頭條 -
相關責任人已被控制
2023-11-26 08:02 安全生產(chǎn) -
國考筆試今日開考,報名人數(shù)首破300萬
2023-11-26 07:44 -
中緬邊境實兵演習區(qū)域公布
2023-11-25 21:37 -
央企負責人會議:要積極防范化解重點領域風險,帶頭還款
2023-11-25 21:35 國企備忘錄 -
被鋼筋混凝土掩埋的7人,已確認全部遇難
2023-11-25 19:56 安全生產(chǎn) -
美“霍珀”號驅(qū)逐艦非法闖入中國西沙領海,南部戰(zhàn)區(qū)回應
2023-11-25 19:20 南海局勢 -
最高法明確:“用自傷自殘威脅”屬于家暴
2023-11-25 19:13 依法治國 -
成都一樓盤降價40%,管委會:涉嫌擾亂正常秩序
2023-11-25 17:19 中國房市 -
鑒定所被舉報偽造親子鑒定套取出生證,武漢警方:正跟進調(diào)查
2023-11-25 16:21 -
大家聊世界中國學丨張焮:通過研究中國,更深刻地把握整個世界的變化和未來發(fā)展
2023-11-25 14:34 -
“有朋友問我學中文去哪好,我給他介紹去了汶川”
2023-11-25 14:11 -
大家聊世界中國學丨潘瑋琳:學者們?yōu)槭澜缌私庵袊钇鹚枷牒椭R的橋梁
2023-11-25 14:03
相關推薦 -
最新聞 Hot
-
“沙特曾多次警告德國提防嫌疑人”
-
特朗普最新任命!這次包括火箭隊老板、真人秀制作人
-
巴勒斯坦三個政治派別發(fā)表聯(lián)合聲明
-
“中國在非洲真正贏得了民心,就連斯威士蘭…”
-
“日企抱團是絕望之舉,中國工廠效率質(zhì)量都是第一”
-
“中國有能力讓夢想照進現(xiàn)實,將贏得史詩般競爭”
-
被災民暴罵到當場破防,馬克龍發(fā)飆:你該慶幸你在法國!
-
美高校敦促國際學生抓緊回來:萬一把中印拉黑名單呢
-
美國政府“逃過一劫”
-
“澤連斯基要求歐盟新外長:對華批評要降調(diào)”
-
澳大利亞來了,中國就得走人?澳總理這么回應
-
美媒感慨:基建狂魔發(fā)力,我們又要被超越了
-
英國剛公布新任大使,特朗普顧問就痛罵:傻X
-
“來自中國的老大哥能確保我們…”
-
俄羅斯的報復來了
-
澤連斯基罵普京“傻子”,俄方怒斥
-