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研究人员将真菌转化为活体存储芯片
发布日期:2025-10-27 21:28:43  稿源:Win10s.COM

俄亥俄州立大学的研究人员日前展示了一项突破性技术:普通蘑菇(如香菇)能够实现数字信息的处理与存储,这为未来可持续计算打开了新的可能性。该团队研究了如何让真菌组织替代金属微芯片,成为有机电子元件。

蘑菇因其复杂的生物网络及环境适应能力,一直受到科学界关注。研究显示,这些生物系统可以被工程化为“忆阻器”——能够记录电活动的器件。这一概念在传统硅芯片中已被应用,俄亥俄州团队则寻求一种有机等效方案,推动生物电子学的发展。

研究人员指出,真菌的菌丝体是电信号传导与存储的理想天然基底。他们培育了香菇和褐蘑菇等样本,在脱水后保留其内部结构,并在不同部位连接电极,通过变换电压和频率记录材料的响应。

测试结果显示,真菌电路可在每秒高达5850次的速率下切换工作状态,并在用作计算机临时存储时实现近90%的信号保留。尽管高频下性能有所下降,但通过联结多枚蘑菇样本,研究人员构建出了类似神经网络的系统,有效提升了整体表现。

研究负责人约翰·拉罗科博士(精神病学领域科学家)表示,真菌材料无需持续电源即可模拟神经活动模式,具有低功耗优势,对提升计算效率和降低能耗具有积极意义。与传统芯片相比,这类真菌忆阻器无需稀有金属和高能耗制造过程,其有机成分还具备可降解性,有助于应对电子垃圾难题。

共同作者Qudsia Tahmina副教授(电气与计算机工程)则认为,该成果展现了自然系统对计算模型创新的启示。随着对高能耗与环境影响的担忧日增,生物电子材料的研究正迅速升温。蘑菇电路未来有望在低功耗或专用计算领域补充乃至部分替代传统器件。

但团队指出,实现更稳定可靠的电气性能及微缩工艺,是推动这一技术走向实用的关键。尽管目前实验样品仍是可见尺寸,未来或能扩展至纳米级元件。真菌计算预计可广泛应用于边缘计算、航空航天传感器、可穿戴设备及自适应电子元件等领域,其高度连接性与可塑性契合了生物智能的结构特点。不过,距离全面超越硅半导体的速度与耐久性,仍有诸多工程挑战需要攻克。

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