港科大重磅Nature子刊:液态金属,模拟捕蝇草!

港科大重磅Nature子刊:液态金属,模拟捕蝇草!

图1:展示了捕蝇草如何通过感应毛接收机械刺激产生电信号,导致细胞质中钙离子浓度增加,以及液态金属基逻辑模块(LLM)的灵感来源和设计。

图2:详细描述了基于捕蝇草信号积累/衰减(SAA)模型的LLM设计,包括液态金属在通道中的形状变形机制和时间依赖性。

图3:展示了液态金属丝的形状变形机制,包括电化学效应引起的表面张力变化,以及液态金属丝长度变化与施加的门电压之间的关系。

图4:揭示了LLM的记忆和计数属性,展示了液态金属丝在短时间刺激下的形状变化和记忆阶段。

图5:展示了LLM控制的人工捕蝇草系统,以及LLM在模拟生物信号动作电位、作为高通滤波器和神经网络突触方面的潜在应用。

总结展望

本研究提出了一种受捕蝇草启发的液态金属基逻辑模块(LLM),该模块能够模拟捕蝇草的智能捕食逻辑。

LLM利用液态金属丝的形状可变性,通过电场操控展现出记忆能力。通过电化学效应,可以根据电压触发器及其先前形状控制液态金属丝的长度。尽管当前LLM设备存在一些限制,如较大的触发持续时间和较大的物理尺寸,但通过进一步研究,这些挑战可以得到解决。

潜在的解决方案包括使用微加工制造方法减小设备尺寸、改变液态金属的电特性的化学改性、优化通道表面以降低液体流动阻力、调整电极距离和液态金属的表面张力,甚至探索具有自恢复属性的替代材料。尽管展示的设备与实际产品之间仍有差距,但捕蝇草启发的逻辑模块的概念框架将激发智能组件设计的创意,并为逻辑设备的发展铺平道路。

文献信息

标题:A liquid metal-based module emulating the intelligent preying logic of flytrap期刊:Nature Communications返回搜狐,查看更多

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