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把 DNA 缠上钙钛矿,做出能存能算的"生物芯片"内存

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把 DNA 缠上钙钛矿,做出能存能算的"生物芯片"内存

宾州州立大学把 DNA 缠在钙钛矿纳米线上做出忆阻器:低于 0.1 伏即可切换,单次能耗比硅基低约百倍,且柔软可弯曲。

记忆电阻器(memristor)是把"记忆"做进硬件的元件——同一个器件既能存数据,又能顺带做计算。宾州州立大学 Keremane 与 Poudel 团队 2026 年 8 月 17 日在 Advanced Functional Materials 报告,他们把一段 DNA 缠在钙钛矿(perovskite)纳米线上,做出了能耗极低、可弯曲的忆阻器。

DNA 双螺旋缠在钙钛矿纳米线上形成导电网络 DNA 固定网络 + 可质子化位点 → 极低电压切换

图1:DNA 把钙钛矿纳米线编织成有序、柔性的导电网络

钙钛矿本身是做太阳能电池的明星材料,这里被用来做可切换电阻的沟道。DNA 的作用有两层:它像生物胶带一样把钙钛矿纳米线固定成有序网络,又提供大量可质子化的位点,让施加极小电压(低于 0.1 伏)就能改变器件的导电状态。团队称相比传统硅基方案,单次操作的能耗低了约两个数量级。

单次操作能耗:硅基 vs DNA/钙钛矿 硅基:基准 100% ≈1% DNA/钙钛矿忆阻器 ≈ 低两个数量级 且可弯曲、低温加工、贴合生物组织

图2:相比硅基方案,能耗降到约百分之一

更妙的是它柔软、可低温加工,能贴合不规则表面,甚至和生物组织共处。论文展示了用它做图像识别的雏形电路——信号还没进计算机,就在器件里被"算"掉一部分。这距离真正的生物计算机还远,但它把"用生物分子搭电路"从概念往前推了一步。

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