通过石墨烯（紫色/青色）传输的质子（橙色）可形成简单的水基忆阻器。© 曼彻斯特大学。
忆阻器件是一种电子元件，其电阻取决于所施加的电信号的历史，是未来数据存储和神经形态计算的主要候选者。忆阻器件通常依赖于固态技术，而水性忆阻器件对于下一代脑机接口等生物学相关应用至关重要。最近，已经报道了纳米流体装置，其中溶剂化离子传输表现出忆阻行为。与这些方法相关的挑战是器件制造的复杂性。在简单的系统中实现忆阻行为是非常理想的。
我们提出了一种相对简单的基于水质子的忆阻装置，其基于与大量水接触的氟化钙（CaF2 ）支撑的单层石墨烯。该装置的设计是通过对忆阻离子/水动力学的分子水平洞察以及该水性忆阻装置中相应的突触现象来实现的。忆阻行为源于质子在石墨烯上的快速转移和质子相对缓慢的扩散过程。尽管该设备很简单，但这种水性设备表现出长期和可调的记忆（从 60 秒到 6000 秒）以及大规模集成和倍增的巨大潜力。
我们的工作展示了一种新的简单概念，通过操纵界面酸碱平衡，使用二维（2D）材料开发基于水电解质的神经形态离子电子学。
Yongkang Wang, Takakazu Seki, Paschalis Gkoupidenis, Yunfei Chen, Yuki Nagata, and Mischa Bonn
Aqueous Chemimemristor Based on Proton-permeable Graphene Membranes.
Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), 121 (6) e2314347121
https://doi.org/10.1073/pnas.2314347121
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