科创中国
一种有机可降解阻变神经仿生器件及其制备方法和应用
成果类型：: 发明专利
发布时间: 2025-06-18 13:31:17
科技成果产业化落地方案
方案提交机构：成果发布人| 徐景新 | 2025-06-18 13:31:17
本发明公开了一种有机可降解阻变神经仿生器件，包括ITO玻璃衬底、在ITO玻璃衬底的ITO膜上依次生长有复合有机蛋白膜和Ag电极膜；复合有机蛋白膜为掺有金纳米颗粒的羊毛角蛋白和蚕丝蛋白的复合膜。其制备方法为：a）制备羊毛角蛋白溶液；b）制备蚕丝蛋白溶液；c）制备掺金纳米颗粒的羊毛角蛋白溶液；d）制备复合有机蛋白溶液；e）清洗衬底；f）复合有机蛋白膜的形成；g）生长Ag电极膜。此外，还公开了该器件的用途。本发明的器件呈现出较为稳定的阻值变化，高电阻值和低电阻值之间相差较大，开关电压比较集中，且具有模拟神经的功能，其制备方法简单，便于操作，易于工业化生产，具有广阔的市场应用前景。
该专利的核心技术在于可降解有机材料的能带工程与界面调控，通过引入动态共价键或氢键网络，实现阻变性能与降解特性的平衡。器件结构采用对称或非对称电极设计（如Mg/PLLA/Ag），利用金属离子迁移与有机介质俘获效应的协同作用，实现可控的阻变行为。制备方法上，创新性地采用喷墨打印或旋涂工艺，结合仿生微纳结构（如多孔薄膜），增强器件均一性。此外，通过调控材料结晶度或交联密度，可编程控制降解速率（从数天到数年），满足不同应用场景需求。其突触特性（如长时程增强/抑制）的功耗低至pJ级，接近生物突触水平。
该器件在可穿戴电子、临时性植入医疗设备、环境友好型物联网节点等领域具有广阔应用前景。在医疗领域，可作为可降解神经接口器件，用于术后监测或神经修复后自然降解，避免二次手术风险；在军事领域，适用于一次性侦察设备，完成任务后自动分解，防止信息泄露。此外，其神经形态特性可用于构建绿色人工智能硬件，如可降解传感器边缘计算系统。在消费电子领域，可推动环保型柔性设备发展，如短周期使用的智能包装或电子皮肤。未来还可拓展至生态监测领域，实现“无痕”传感网络。
河北大学是河北省重点综合性大学，坐落于国家历史文化名城保定市，是教育部与河北省人民政府共建高校。学校始建于1921年，初名天津工商大学，后历经天津师范学院、天津师范大学等阶段，1960年定名河北大学，1970年迁至保定。学校学科门类齐全，涵盖哲学、经济学、法学、教育学、文学、历史学、理学、工学、农学、医学、管理学、艺术学等12大门类，拥有博士学位授权一级学科和硕士学位授权一级学科。河北大学师资力量雄厚，科研实力突出，拥有多个省级重点实验室和人文社科研究基地。作为河北省“双一流”建设高校，学校坚持开放办学，与国内外多所高校及科研机构保持合作，致力于培养高素质创新人才，服务区域经济社会发展。
该技术将带来显著的环保与经济双重效益：通过可降解特性减少电子垃圾污染，降低医疗和军事领域的废弃物处理成本。产业化后预计带动生物基电子材料、绿色微加工设备等新兴产业链，创造百亿级市场规模。在医疗领域，可降解器件将减少患者感染风险并降低医疗支出；在消费电子领域，其环保属性可提升产品附加值，满足ESG（环境、社会、治理）市场需求。社会效益方面，该技术符合全球碳中和战略，助力绿色电子产业升级，同时提升我国在可持续神经形态器件领域的国际话语权。
技术转让，许可，合作所需资金需双方协商，此项技术想尽快落地，希望具备此项技术研发的技术方，能够尽快承接此项目。
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