自上世纪70年代以来，科学家们一直致力于研究忆阻器（记忆电阻器）的概念，这是一种可以像人脑突触一样计算和存储数据的电子元件，想借此突破传统冯·诺依曼架构所造成的能耗瓶颈。
最近，洛桑联邦理工学院的纳米生物学实验室获得了一项突破性的进展，其研究团队开发了一种新型纳米流体忆阻器，这种器件不仅能够存储信息，还能在没有电流的情况下保持其状态，类似于大脑的突触，非常高效节能。
HAC电路特写
这项研究的核心是一种称为高度不对称通道 (HAC) 的器件，它利用离子而非电子来处理信息，这种设计模仿了大脑中的离子通道，能够通过结构上的变化来存储记忆。该器件是在芯片上制造的，具体方法是在氮化硅膜的中心创建一个纳米孔。研究人员通过添加钯和石墨层来创建离子纳米通道。当电流流过芯片时，离子通过通道并聚集在孔隙处时，由于它们的压力，会在芯片表面和石墨之间产生气泡。当石墨层被气泡推动被迫向上时，该器件就会变得更加导电，并将存储状态切换为“开启”。也正由于石墨层保持升起状态，所以即使没有电流，该器件也会“记住”其之前的状态。而当负电压使各层重新接触时，存储器则会被重置为“关闭”状态。
加工流程
该HAC器件的创新之处在于，它可以通过改变离子种类来调整存储特性，提供更灵活的内存解决方案。只要将器件浸入含有离子的电解质水溶液中，改变所使用的离子，就可以调整器件的内存，从而影响它从打开到关闭的方式以及它的内存量。在本次实验中，研究团队使用的是钾离子，但也可以使用其他离子，比如钠和钙。
除此以外，在实验中，研究人员还成功地将两个HAC与一个电极连接起来，形成了基于离子流的逻辑电路，这也是基于类突触离子器件的数字逻辑运算的首次演示。接下来他们还会将HAC网络与水道连接起来，创建全液体回路，这样不但能提供内置冷却机制，水的使用还将促进生物相容性器件的开发。
研究人员表示，这项研究的潜在应用范围广泛，从脑机接口到神经医学，都可能受益于这种新型器件的开发。
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