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高效的硬件-细胞通信对于理解细胞状态和控制细胞至关重要，是推进下一代人机界面的关键途径。在这里，我们提出了一种基于天然纤维素的节能神经装置，解决了传统接口通信硬件的局限性，特别是在材料生物相容性和生物信号匹配方面。基于纤维素的装置有效地模拟了生物突触连接的可塑性，并在低至 10 mV 的连续脉冲刺激下表现出学习行为。值得注意的是，它表现出卓越的数模转换性能，最低功耗为 0.1 nJ，有助于实现高效的界面生物信号匹配。此外，引入了一个分子级模型来阐明电刺激引起的纤维素分子内极性键的旋转。这种旋转改变了材料的相对介电常数，揭示了数模转换能力和类似神经的行为。此外，透明纤维素薄膜既可作为介电层，又可作为机械支撑，使设备能够在各种曲率下保持功能稳定性。这项研究中，基于纤维素的灵活且生物相容性的神经装置不仅可以有效地模拟突触，而且由于其低功耗信号转换，有望在脑机接口应用中实现有效的生物信号匹配。
高效的突触仿真和超低功耗数字...
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