Los dispositivos nanofluidos que utilizan iones como medio de transporte tienen la función de conectar interfaces biológicas y no biológicas. Sin embargo, los dispositivos nanofluidos actuales carecen de funciones de protección adaptativa y control no lineal similares a los limitadores electrónicos de corriente. Para abordar este problema, este trabajo informa sobre un limitador iónico nanofluido basado en fibras compuestas de óxido de grafeno (GO) y nanocelulosa (NCF). El dispositivo utiliza un proceso de hilado húmedo para construir canales nanométricos ordenados con un espaciado intercapas de aproximadamente 1 nm, logrando un transporte controlado de iones. Bajo la estimulación de un campo eléctrico fuerte, la rápida acumulación de iones en la entrada del canal desencadena el efecto de bloqueo de Coulomb, lo que reduce la concentración de iones dentro del canal en la entrada y establece un gradiente de concentración iónica opuesto a la dirección del campo eléctrico, induciendo un flujo iónico inverso. Por lo tanto, la corriente del dispositivo muestra una tendencia a disminuir al superar el umbral de voltaje, que refleja un mecanismo de saturación y atenuación adaptativo del corriente similar a la función de limitación de corriente en circuitos electrónicos. Además, el sistema de estímulo-respuesta basado en este material simuló con éxito la conducción de señales nerviosas biológicas y el mecanismo de supresión supralímites, y puede ampliar la señal portadora a moléculas de dopamina neurotransmisoras. Este trabajo proporciona un nuevo prototipo de dispositivo y una base teórica para el desarrollo de circuitos lógicos iónicos biomiméticos adaptativos y sistemas de computación neuromórfica.

Dispositivo inteligente biomimético; Nanocelulosa; Limitador iónico; Nanofluido