摘要
化学和物理计算系统能够在传统电子技术无法实现的性能范围内进行信息处理。然而，这些系统通常受到静态硬件架构的限制，这限制了它们的适应性和计算能力。在这里，我们介绍了一种可重构的微流控平台，其中软水凝胶结构可以通过3D打印并在原位进行擦除，从而动态地改变化学计算发生的物理环境。通过将微流控几何结构视为一个主动的、可编程的元素，而不是一个被动的容器，我们展示了可以对化学信息处理进行硬件重构的控制。我们实现了可切换的脱氧核糖核酸（DNA）逻辑门，它们可以在AND和OR功能之间切换，而无需修改底层的反应网络，从而将逻辑功能与分子组成分离。将这一技术扩展到一种非平衡化学反应网络（以反馈控制的pH振荡器形式），我们证明了打印结构可以调控反应动力学和空间模式的形成，从而产生依赖于几何形状的时空状态。利用这些动态特性，我们实现了一种物理存储计算机，在这种计算机中，可重构的微流控硬件通过简单的线性读出方式实现了多种非线性功能。我们的工作证明了可重构的软微流控硬件可以作为化学计算的控制层，展示了适应性强的物理环境如何积极扩展化学软件的计算状态空间。
利益冲突
作者声明没有利益冲突。
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