近日，我校化学学院费俊杰教授课题组作为合作者之一提出了一种聚电解质限域的流体忆阻器，利用单个器件首次实现了神经化学信号与电信号转导的模拟，研究成果以“基于聚电解质限域的神经形态功能忆阻器”（Neuromorphic functions with a polyelectrolyte-confined fluidic memristor）为题发表在《Science》上（2023,379,6628,156-161）。我校化学学院2018级硕士研究生李畅维为第二作者，于萍研究员和毛兰群教授为通讯作者，完成单位为中国科学院化学研究所、中国科学院大学、我校和北京师范大学。
大脑的功能与化学信号密切相关。然而，目前的仿突触器件只能实现对电信号的识别，很难直接感知化学信号，制备对于化学信号具有响应功能的人工突触（即实现类化学突触的功能）因此成为神经智能传感与模拟等领域的科学难题之一。
研究者在其长期从事脑神经电分析化学和限域离子传输研究的基础上，提出了基于限域流体器件发展仿神经突触功能的构思。在构建聚电解质限域流体体系的基础上，他们发现此体系具有忆阻器的特征；利用溶液中对离子在聚电解质刷限域空间内的传输，实现了器件的记忆效应，成功模拟了多种神经电脉冲行为。相比于传统固体器件，所发展的流体器件具有可与生物体系相比拟的工作电压和功耗。更重要的是，基于流体体系的特征，此器件可以在生理溶液中模拟神经递质对记忆功能的调控，模拟了突触可塑性的化学调控行为。研究者进一步利用聚电解质对不同对离子的识别能力，实现了神经化学信号与电信号之间转导的模拟，在化学突触的模拟研究中迈出了关键的一步。
神经元（A）和纳流体忆阻器（B）示意图
费俊杰课题组与毛兰群教授、于萍研究员团队有10多年的科研合作经历，共同主持湖南省重点研发等项目，联合培养了多名研究生，已有多篇合作论文在Angewandte Chemie International Edition、Analytical Chemistry等期刊上发表。
论文链接：https://www.science.org/doi/10.1126/science.adc9150
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