讓機械與生命體“連通” 新技術(shù)或?qū)樯镅芯繋砀淖?/h1>
日期：2024-10-23 03:28
瀏覽次數(shù)：27
摘要：
地球是孕育生命的搖籃，與此同時，動物、植物的存在，也賦予了地球“活力"與色彩。人類作為地球生物圈中的一環(huán)，渺小卻又特殊。與其他生物相比，并不突出的身體素質(zhì)與突出的智力，讓我們在演化的過程中越來越擅長運用工具、開發(fā)工具，于是越來越多的儀器設(shè)備、電子產(chǎn)品出現(xiàn)在我們的生活中，我們的生活也越來越美好。
但與此同時，隨著科技產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，人類對于生物的認知以及對于設(shè)備的需求也在不斷的提升，如何將機械設(shè)備與生命活動聯(lián)系的更緊密似乎成為了問題所在。
這個問題聽起來似乎有點荒誕...
地球是孕育生命的搖籃，與此同時，動物、植物的存在，也賦予了地球“活力"與色彩。人類作為地球生物圈中的一環(huán)，渺小卻又特殊。與其他生物相比，并不突出的身體素質(zhì)與突出的智力，讓我們在演化的過程中越來越擅長運用工具、開發(fā)工具，于是越來越多的儀器設(shè)備、電子產(chǎn)品出現(xiàn)在我們的生活中，我們的生活也越來越美好。
但與此同時，隨著科技產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，人類對于生物的認知以及對于設(shè)備的需求也在不斷的提升，如何將機械設(shè)備與生命活動聯(lián)系的更緊密似乎成為了問題所在。
這個問題聽起來似乎有點荒誕，甚至還帶點“賽博朋克"的感覺，但是卻是一個很嚴肅的科學(xué)設(shè)想。在生物學(xué)的發(fā)展中，人們逐漸了解到了，生物體是依靠離子傳遞電信號來完成生命活動的。在這個過程中，各種離子就像一顆顆小球，在受到電信號等的刺激時，有序向目的地前進。而人工電子電路，其實也是一種類似的原理，只不過媒介是電子。因此理論上來講，只要能夠?qū)崿F(xiàn)電子與離子信息間的轉(zhuǎn)化，人類或者說生物也可以直接向元器件傳遞信號——簡單的說就是可以通過大腦直接控制電子產(chǎn)品。
而這也就促使了近年來，能夠?qū)㈦x子和電子的電荷轉(zhuǎn)移與信號轉(zhuǎn)換結(jié)合的離電器件引起廣泛關(guān)注。這種離電器件成為了聯(lián)系生物和非生物系統(tǒng)之間的紐帶。
不過這項技術(shù)的發(fā)展有一個根本難題——生物系統(tǒng)的復(fù)雜性。由于生物系統(tǒng)非常復(fù)雜，而離電器件只能傳遞單一信息，很難關(guān)聯(lián)到復(fù)雜的生物系統(tǒng)上。不過就在*近，中國科學(xué)院理化技術(shù)研究所似乎找到了突破口。研究所研究團隊成功開發(fā)出一種能夠用于多種離子信號的轉(zhuǎn)換和傳輸?shù)碾p相凝膠離電器件。
根據(jù)研究人員介紹，“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，這將使不同離子信號的傳輸產(chǎn)生數(shù)量級的區(qū)別"。這一新器件的優(yōu)勢便是通過不同電壓刺激對離子傳輸能壘進行排序和控制，從而實現(xiàn)了多元離子的分級傳輸?shù)哪康摹?
目前，該結(jié)果已經(jīng)發(fā)布在《科學(xué)》上，有望成為聯(lián)系生命體與機器的契機，為神經(jīng)擬態(tài)信號傳輸及生物—非生物系統(tǒng)的多元復(fù)雜信號通訊等研究提供新的研究方向。
地球是孕育生命的搖籃，與此同時，動物、植物的存在，也賦予了地球“活力"與色彩。人類作為地球生物圈中的一環(huán)，渺小卻又特殊。與其他生物相比，并不突出的身體素質(zhì)與突出的智力，讓我們在演化的過程中越來越擅長運用工具、開發(fā)工具，于是越來越多的儀器設(shè)備、電子產(chǎn)品出現(xiàn)在我們的生活中，我們的生活也越來越美好。
但與此同時，隨著科技產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，人類對于生物的認知以及對于設(shè)備的需求也在不斷的提升，如何將機械設(shè)備與生命活動聯(lián)系的更緊密似乎成為了問題所在。
這個問題聽起來似乎有點荒誕，甚至還帶點“賽博朋克"的感覺，但是卻是一個很嚴肅的科學(xué)設(shè)想。在生物學(xué)的發(fā)展中，人們逐漸了解到了，生物體是依靠離子傳遞電信號來完成生命活動的。在這個過程中，各種離子就像一顆顆小球，在受到電信號等的刺激時，有序向目的地前進。而人工電子電路，其實也是一種類似的原理，只不過媒介是電子。因此理論上來講，只要能夠?qū)崿F(xiàn)電子與離子信息間的轉(zhuǎn)化，人類或者說生物也可以直接向元器件傳遞信號——簡單的說就是可以通過大腦直接控制電子產(chǎn)品。
而這也就促使了近年來，能夠?qū)㈦x子和電子的電荷轉(zhuǎn)移與信號轉(zhuǎn)換結(jié)合的離電器件引起廣泛關(guān)注。這種離電器件成為了聯(lián)系生物和非生物系統(tǒng)之間的紐帶。
不過這項技術(shù)的發(fā)展有一個根本難題——生物系統(tǒng)的復(fù)雜性。由于生物系統(tǒng)非常復(fù)雜，而離電器件只能傳遞單一信息，很難關(guān)聯(lián)到復(fù)雜的生物系統(tǒng)上。不過就在*近，中國科學(xué)院理化技術(shù)研究所似乎找到了突破口。研究所研究團隊成功開發(fā)出一種能夠用于多種離子信號的轉(zhuǎn)換和傳輸?shù)碾p相凝膠離電器件。
根據(jù)研究人員介紹，“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，這將使不同離子信號的傳輸產(chǎn)生數(shù)量級的區(qū)別"。這一新器件的優(yōu)勢便是通過不同電壓刺激對離子傳輸能壘進行排序和控制，從而實現(xiàn)了多元離子的分級傳輸?shù)哪康摹?
目前，該結(jié)果已經(jīng)發(fā)布在《科學(xué)》上，有望成為聯(lián)系生命體與機器的契機，為神經(jīng)擬態(tài)信號傳輸及生物—非生物系統(tǒng)的多元復(fù)雜信號通訊等研究提供新的研究方向。
