基于摩擦电诱导极化的摩擦离子电子学麦克斯韦妖实现高效能量-信息流调控

来自国内的研究人员通过摩擦电诱导极化实现了摩擦离子电子学麦克斯韦妖（triboiontronic Maxwell’s demon），解决了能量-信息协同传输的难题。他们开发的EP-TING和ES-TING分别实现2,347.12 mC/m2和5,237.51 mC/m2的电荷转移密度，并构建仿生神经电路实现抗干扰水下通信，为后摩尔时代系统集成提供新范式。

　　在热力学领域，麦克斯韦妖（Maxwell’s demon）长期被视为挑战熵增定律的经典思想实验。这项研究创新性地通过摩擦电诱导极化（triboelectric-induced polarization）构建了摩擦离子电子学版本的麦克斯韦妖系统，其核心突破在于：1）能量维度：物理吸附增强型摩擦离子电子纳米发电机（EP-TING）实现2,347.12 mC/m²的电荷转移密度，远超传统电双层（EDL）技术；协同增强策略型TING（ES-TING）结合氧化还原反应更将性能提升至5,237.51 mC/m²。2）信息维度：仿生神经回路模拟Na⁺离子动作电位传导机制，成功开发抗多径干扰、低功耗的水下通信系统。该研究首次揭示通过调控电双层电荷迁移可同时优化能量转换与信息传输效率，为后摩尔时代的生物电子融合器件开发奠定基础。