تتمتع الأجهزة النانوية السائلة التي تستخدم الأيونات كوسط للنقل بوظيفة ربط الواجهات البيولوجية وغير البيولوجية. ومع ذلك، تفتقر الأجهزة النانوية السائلة الحالية إلى وظائف الحماية التكيفية والتحكم غير الخطي المشابهة لمحدودات التيار الإلكترونية. لمعالجة هذه المشكلة، تقدم هذه الدراسة جهاز تحديد تيار أيوني نانوي يعتمد على ألياف مركبة من أكسيد الجرافين (GO) والنانو سيلولوز (NCF). يستخدم الجهاز تقنية الغزل الرطب لبناء قنوات نانوية محددة المسافة بين الطبقات حوالي 1 نانومتر، مما يحقق التحكم المنتظم في نقل الأيونات. تحت تأثير حقل كهربائي قوي، يؤدي التجمع السريع للأيونات عند مدخل القناة إلى تحفيز تأثير الحجب الكهروستاتيكي، مما يؤدي إلى انخفاض تركيز الأيونات داخل القناة وبناء تدرج تركيز أيوني عكسي لاتجاه الحقل الكهربائي، مما يحفز تدفق أيوني عكسي. لذلك، يظهر التيار في الجهاز اتجاه نزولي بعد تجاوز جهد العتبة، مما يجسد آلية تشبع التيار التكيفية وتقليلها المشابهة لوظائف تحديد التيار في الدوائر الإلكترونية. بالإضافة إلى ذلك، يحاكي نظام الاستجابة المحفزة المبني على هذه المادة بشكل ناجح نقل الإشارات العصبية البيولوجية وآليات تثبيط تجاوز الحد، ويمكن توسيع ناقل الإشارة ليشمل جزيئات الناقل العصبي دوبامين. توفر هذه الدراسة نموذج جهاز وأسَس نظرية جديدة لتطوير دوائر منطق الأيونات الحيوية التكيفية وأنظمة الحوسبة الشبيهة بالأعصاب.

جهاز ذكي حيوي محاكٍ; نانو سيلولوز; محدد تيار أيوني; نانوفلويد