新型环保人工突触实现超低功耗与生物降解

在科技快速发展的今天，如何平衡高性能与环境保护成为关键课题。近日，韩国蔚山科学技术院的研究团队成功开发出一种全新的可生物降解人工突触，其采用天然材料构建，具备超低功耗和长期记忆能力，为未来绿色电子技术开辟了新路径。

这项突破性研究以贝壳、豆类及植物纤维等自然原料为基础，结合先进的材料科学，创造出一种结构独特的仿生装置。该设备的外形类似微型“三明治”，由三层构成：上下两层为离子活性层，中间夹着一层由植物茎提取的醋酸纤维素制成的离子结合层。这种设计不仅提升了设备的稳定性，还显著降低了能耗。

当设备通电后，钠离子被激活并释放，通过界面作用产生“离子—偶极耦合”效应。即使在断电后，部分离子仍能保留，从而实现级联响应，模拟大脑突触的多种可塑性行为。更令人惊喜的是，这种人工突触的记忆保持时间长达100分钟，远超现有可降解突触的记录。

此外，该装置的能耗极低，每次信号传递仅需0.85飞焦耳，远低于自然脑突触所需的2.4至24飞焦耳。这意味着它在信息处理效率上接近生物神经元，同时大幅减少能源消耗。

除了性能优势，该设备还具备完全可降解特性。其核心组件在土壤中约16天即可自然分解，且所用材料如醋酸纤维素均对环境无害，不会留下任何有害残留物。这一特点使其在电子垃圾日益严重的背景下显得尤为重要。

为了验证其应用潜力，研究团队将该装置集成到一个简易机器人系统中。当设备感知到高温时，内部离子运动被放大，触发机械手迅速撤离，模拟人类的反射机制。这表明，未来有望开发出能够自主学习、响应环境变化，并在任务完成后自然消失的环保型智能设备。

团队表示，此次研究不仅解决了人工突触在功耗、稳定性、耐用性和生物降解性等方面的多项难题，也为下一代神经形态计算设备提供了全新思路。这一成果标志着科技发展与可持续理念的深度融合，展示了高性能与生态友好并行的可能性。