Matter：在可拉伸水凝胶中模拟的短期可塑性、多模式记忆和逻辑反应

Nanoyu

2022-12-02

可伸展水凝胶是通过离子信号与生物界面相互作用而发展起来的。然而，人工水凝胶的智能远远不如生物系统那么强大。在信号转导中，没有通道来调节复杂的离子流，因此现有的块状水凝胶缺乏以逻辑方式处理和记忆信息的能力。

近日，东华大学武培怡课题组受跨细胞膜的离子通道用于信号处理的启发，开发了不对称的三聚体水凝胶来模拟生物智能，包括离子选择性、短期可塑性、多模式记忆和逻辑反应。

文章要点

1）提出了一种受生物启发的不对称三聚体设计，以模拟生物感觉神经系统中的离子通道。不对称三聚体水凝胶建立了仿生的内部电场。因此，它允许对离子流进行时空操作来识别、处理和记忆信息，从而实现块状水凝胶尚未展示的短期可塑性和多模式记忆。

2）此外，透明三聚体水凝胶在大变形下稳定工作，克服了传统电子器件遇到的光学和机械限制。三聚体水凝胶的尺寸/变形不敏感性也突显了在广泛的形态结构中实施我们的仿生设计的总体可行性。

3）本工作中的不对称三聚体设计也适用于各种聚合物和水凝胶。具有不同内部电场的不同水凝胶为先进的水凝胶逻辑电路铺平了道路，这些电路可以直接和无缝地与生物系统通信。软质、可伸展和智能材料与生物组织的共同整合是可以预见的。

这项工作将有助于水凝胶离子电子学的仿生设计和应用，并将塑造软质和智能材料的未来。

参考文献

Lei and Wu, Short-term plasticity, multimodal memory, and logical responses mimicked in stretchable hydrogels, Matter (2022)

DOI：10.1016/j.matt.2022.11.001

https://doi.org/10.1016/j.matt.2022.11.001