近日，湘潭大学化学学院费俊杰教授课题组作为合作者之一提出了一种聚电解质限域的流体忆阻器，利用单个器件首次实现了神经化学信号与电信号转导的模拟，研究成果以“基于聚电解质限域的神经形态功能忆阻器”（Neuromorphic functions with a polyelectrolyte-confined fluidic memristor）为题发表在《Science》上（2023, 379, 6628, 156-161）。湘潭大学化学学院2018级硕士研究生李畅维为第二作者，通讯作者为于萍研究员和毛兰群教授，完成单位为中国科学院化学研究所、中国科学院大学、湘潭大学和北京师范大学。

大脑的功能与化学信号密切相关。然而，目前的仿突触器件只能实现对电信号的识别，很难直接感知化学信号，制备对于化学信号具有响应功能的人工突触（即实现类化学突触的功能）因此成为神经智能传感与模拟等领域的科学难题之一。

研究者在其长期从事脑神经电分析化学和限域离子传输研究的基础上，提出了基于限域流体器件发展仿神经突触功能的构思。在构建聚电解质限域流体体系的基础上，他们发现此体系具有忆阻器的特征；利用溶液中对离子在聚电解质刷限域空间内的传输，实现了器件的记忆效应，成功模拟了多种神经电脉冲行为。相比于传统固体器件，所发展的流体器件具有可与生物体系相比拟的工作电压和功耗。更重要的是，基于流体体系的特征，此器件可以在生理溶液中模拟神经递质对记忆功能的调控，模拟了突触可塑性的化学调控行为。进一步地，他们利用聚电解质对不同对离子的识别能力，实现了神经化学信号与电信号之间转导的模拟，在化学突触的模拟研究中迈出了关键的一步。

神经元（A）和纳流体忆阻器（B）示意图

费俊杰课题组与毛兰群教授、于萍研究员团队有十多年的科研合作经历，共同主持湖南省重点研发等项目，联合培养了多名研究生，已有多篇合作论文在Angewandte Chemie International Edition、Analytical Chemistry等期刊上发表。

李畅维本科毕业于华东理工大学，为湘潭大学化学学院2018级硕士研究生，师从费俊杰教授，并于2019年进入毛兰群教授、于萍研究员团队联合培养，主要进行基于非对称暂态离子传输的仿神经突触器件的研究，以及开展了石墨炔负载金的相关工作。

于萍研究员为湘潭大学优秀校友，国家杰出青年基金获得者，2004年硕士毕业于化学学院分析化学专业。费俊杰教授为二级教授、湖南省“芙蓉学者”特聘教授、湖南省杰青，主要从事生物电分析传感和光电分析传感等方面的研究，先后主持5项国家自然科学基金项目和数项湖南省项目，近年来在SCI期刊上发表论文100余篇，被引3200余次，2篇论文入选ESI 1%高被引论文，h-index 30，并多次受邀在国际/国内大型学术年会上做学术报告。2020年获湖南省自然科学二等奖（排名第一），2015年获得宝钢优秀教师奖，现担任教育部环境友好化学与应用重点实验室副主任，湖南省绿色有机合成与应用重点实验室副主任。

论文链接：https://www.science.org/doi/10.1126/science.adc9150