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受生物启发的纳米流体纤维用于类脑神经递质信号传输
《Advanced Fiber Materials》：Bioinspired Nanofluidic Fibers for Neuromorphic Neurotransmitter-Signal Transmission
【字体： 大 中 小 】 时间：2026年07月05日 来源：Advanced Fiber Materials 22.6
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摘要受神经元高效信号传输的启发，人们开发了纳米流体系统来模拟忆阻效应或门控效应，这为类脑计算和生物人工界面带来了广阔前景。然而，现有的装置未能将这两种基本的神经元特性集成到同一设备中，因此无法模拟生物神经系统中复杂而高效的信号传输与处理过程。在此，我们展示了一种基于氧化石墨烯纤维
受神经元高效信号传输的启发，人们开发了纳米流体系统来模拟忆阻效应或门控效应，这为类脑计算和生物人工界面带来了广阔前景。然而，现有的装置未能将这两种基本的神经元特性集成到同一设备中，因此无法模拟生物神经系统中复杂而高效的信号传输与处理过程。在此，我们展示了一种基于氧化石墨烯纤维的纳米流体忆阻器（DAb-NM），用于实现类脑神经递质信号传输。该装置具有与神经递质尺寸相匹配的受限纳米通道，可产生强烈的静电排斥力和浓度极化现象。多巴胺离子传输的高界面能障碍会导致滞后性离子传输，从而展现出配对脉冲促进效应的记忆功能，以及需要电荷积累才能打开通道的门控效应。通过将忆阻效应和门控效应集成到同一设备中，这种纳米流体装置不仅能实现巴甫洛夫式学习能力，还能在与生物系统交互时实现类脑信息处理。本研究为整合复杂的神经递质相关神经特性提供了一种新策略，有助于推动智能生物混合界面的发展。
受神经元高效信号传输的启发，人们开发了纳米流体系统来模拟忆阻效应或门控效应，这为类脑计算和生物人工界面带来了广阔前景。然而，现有的装置未能将这两种基本的神经元特性集成到同一设备中，因此无法模拟生物神经系统中复杂而高效的信号传输与处理过程。在此，我们展示了一种基于氧化石墨烯纤维的纳米流体忆阻器（DAb-NM），用于实现类脑神经递质信号传输。该装置具有与神经递质尺寸相匹配的受限纳米通道，可产生强烈的静电排斥力和浓度极化现象。多巴胺离子传输的高界面能障碍会导致滞后性离子传输，从而展现出配对脉冲促进效应的记忆功能，以及需要电荷积累才能打开通道的门控效应。通过将忆阻效应和门控效应集成到同一设备中，这种纳米流体装置不仅能实现巴甫洛夫式学习能力，还能在与生物系统交互时实现类脑信息处理。本研究为整合复杂的神经递质相关神经特性提供了一种新策略，有助于推动智能生物混合界面的发展。
