我國科學(xué)家開發(fā)出能夠連通生命體與機(jī)器的離電器件

這些部件使生命與機(jī)器流暢地連接起來。記者26日從中國科學(xué)院物理，化學(xué)技術(shù)研究所獲悉，該研究所等單位的研究人員開發(fā)出了具有系列化異質(zhì)界面的雙凝膠分離電器器件，實(shí)現(xiàn)了各種離子信號的轉(zhuǎn)換和傳輸。這個(gè)裝置有望連接生命和機(jī)器。這項(xiàng)研究發(fā)表在《科學(xué)》雜志上。

迄今為止，地球上的生物體主要是通過離子傳遞電信號，各種離子就像小球一樣，受到電信號等刺激后，就會向目的地前進(jìn)。而人工電子電路主要依靠電子來傳送信號。

近年來，能將離子和電子的電荷轉(zhuǎn)移與信號轉(zhuǎn)換結(jié)合起來的離電器件受到廣泛關(guān)注。這些部件在生物和非生物系統(tǒng)之間起著連接作用，在神經(jīng)電極、神經(jīng)假體、智能可植入設(shè)備等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。

然而，現(xiàn)有的電離器部件具有一個(gè)電子或離子信息，無法容納更多的生物兼容性信息。如何有效地控制多種生物離子信號，是一個(gè)復(fù)雜生物系統(tǒng)的難題?！罢撐牡?a href="http://srfitnesspt.com/v/tag/1301/" target="_blank">通信作者、中國科學(xué)院物理、化學(xué)研究所研究員聞利平說。

受神經(jīng)界面門控結(jié)構(gòu)的啟發(fā)，是中國科學(xué)院理化所江雷院士的指導(dǎo)下，聞利平研究員和中國科學(xué)院大學(xué)副教授趙紫光聯(lián)合清華大學(xué)教授徐志平及首都醫(yī)科大學(xué)教授劉慧榮具備構(gòu)建的離子和連續(xù)低電導(dǎo)相的雙相凝膠離電器件。

“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(jìn)行。由于不對稱化學(xué)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，迫使離子‘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，使不同離子信號的傳輸產(chǎn)生數(shù)量級的區(qū)別。”趙紫光說，在不同電壓的刺激下，該裝置可以進(jìn)行離子傳輸屏障的排列和控制，使”小球有序奔跑“，實(shí)現(xiàn)多維離子的等級傳送。

聞利平表示，研究成果有望在神經(jīng)狀態(tài)信號傳輸方面發(fā)揮重要作用，為實(shí)現(xiàn)生物-非生物系統(tǒng)多元復(fù)雜的信號通信提供新的思考方式和方法。