让机械与生命体“连通” 新技术或将为生物研究带来改变
- 2023年12月01日 13:09:28来源：化工仪器网点击：5586
【化工仪器网 行业百态】地球是孕育生命的摇篮，与此同时，动物、植物的存在，也赋予了地球“活力”与色彩。人类作为地球生物圈中的一环，渺小却又特殊。与其他生物相比，并不突出的身体素质与突出的智力，让我们在演化的过程中越来越擅长运用工具、开发工具，于是越来越多的仪器设备、电子产品出现在我们的生活中，我们的生活也越来越美好。
但与此同时，随着科技产业的不断发展，人类对于生物的认知以及对于设备的需求也在不断的提升，如何将机械设备与生命活动联系的更紧密似乎成为了问题所在。
这个问题听起来似乎有点荒诞，甚至还带点“赛博朋克”的感觉，但是却是一个很严肃的科学设想。在生物学的发展中，人们逐渐了解到了，生物体是依靠离子传递电信号来完成生命活动的。在这个过程中，各种离子就像一颗颗小球，在受到电信号等的刺激时，有序向目的地前进。而人工电子电路，其实也是一种类似的原理，只不过媒介是电子。因此理论上来讲，只要能够实现电子与离子信息间的转化，人类或者说生物也可以直接向元器件传递信号——简单的说就是可以通过大脑直接控制电子产品。
而这也就促使了近年来，能够将离子和电子的电荷转移与信号转换结合的离电器件引起广泛关注。这种离电器件成为了联系生物和非生物系统之间的纽带。
不过这项技术的发展有一个根本难题——生物系统的复杂性。由于生物系统非常复杂，而离电器件只能传递单一信息，很难关联到复杂的生物系统上。不过就在最近，中国科学院理化技术研究所似乎找到了突破口。研究所研究团队成功开发出一种能够用于多种离子信号的转换和传输的双相凝胶离电器件。
根据研究人员介绍，“在电场的作用下，离子部分去水合和再水合的过程将交替而连续地进行。由于不对称化学结构和空间尺寸的影响，异质界面将扮演多重‘门’的作用，迫使离子‘小球’脱掉由水分子组成的‘外套’，而它们脱掉‘外套’的难易程度是不一样的，这将使不同离子信号的传输产生数量级的区别”。这一新器件的优势便是通过不同电压刺激对离子传输能垒进行排序和控制，从而实现了多元离子的分级传输的目的。
目前，该结果已经发布在《科学》上，有望成为联系生命体与机器的契机，为神经拟态信号传输及生物—非生物系统的多元复杂信号通讯等研究提供新的研究方向。
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