AM：用于生物集成忆阻器神经的电荷工程COF

神经损伤后恢复运动功能需要人工神经界面能够以低功耗和高稳定性模拟生物体的速率编码。本研究提出了一种分子水平的策略，通过设计带电的共价有机框架（COF）作为生物集成忆阻器的核心材料。研究人员利用COF固有的孔隙率和化学可调性，对其表面进行带电基团官能化，以调节离子输运和忆阻动力学。他们合成了带正电和负电的COF纳米片，并揭示了其极性依赖的忆阻行为。在导电丝忆阻器结构中，带负电的COF通过增强与可移动金属离子的静电相互作用，更有效地调控了导电丝的成核与断裂过程。实验结果显示，带负电的器件将开关电压降低至0.5V，提供了大于10⁵的通断比，并将功耗降至0.04 nW，泄漏电流抑制到约5 pA。此外，该器件在5000次弯曲循环中仍能稳定运行。研究表明，这种COF忆阻器能够将神经元尖峰序列转化为小鼠腿部平稳、分级的肌肉收缩，从而模拟生理运动控制。该工作为开发低功耗、高稳定性的生物集成神经界面提供了新的材料设计思路。