苏大路建美教授课题组在柔性忆阻器模拟人工突触研究领域取得新进展，相关成果以“All-Inorganic Ionic Polymer-Based Memristor for High-Performance and Flexible Artificial Synapse”为题，在线发表于Advanced Functional Materials。论文链接：https://doi.org/10.1002/adfm.202004245。

迄今为止，具备忆阻行为的材料主要分为以下三种：（1）无机氧化物材料（包括TiO2、ZnO等），这一类材料热稳定性较好，但是机械柔性差且制备工艺复杂；（2）有机小分子与聚合物材料（Alq3、染料等），柔韧性优良，制备条件温和，但是热稳定性及环境稳定性较差；（3）有机-无机复合材料（通常情况下，以无机纳米材料为客体，有机聚合物材料为主体进行掺杂、复合），这一类材料兼具了较好的稳定性与柔性，然而在制备过程中需要克服相分离的问题。大量的研究表明，优异的柔韧性与极佳的环境稳定性类似鱼与熊掌，难以兼得，极大地限制了忆阻器件在可穿戴，可拉伸、智能皮肤等方面的应用。

 鉴于此，路建美团队开创性地选择一种低聚合物的水溶性全无机离子聚合物材料聚磷酸铵(APP)，该材料由稳定的多磷酸主链和离子迁移的侧链铵离子组成，乃兼具稳定性与柔性的忆阻性能材料，还具备超柔性、耐火，耐辐射、环境稳定性等优点。并成功将全无机离子聚合物制备的高性能柔性忆阻器应用于人工突触模拟领域。

图1. a)突触结构示意图；b）器件结构示意图；c）聚磷酸铵结构式；d）基于APP材料的忆阻器件扫描电镜截面拍摄图

基于APP材料制备的忆阻器件在脉冲刺激的宽度仅20 ns，幅值为0.1 V以及高达10000次的电脉冲周期下表现出优异稳定的突触行为。此外，该器件可以在360°的弯曲条件下正常工作，其电学性能在经过60秒的燃烧和高达5.6 kGy的γ射线辐射下仍然能够保持，这种高稳定性在极端环境下制备各种可重构射频系统、电子、生物仿真系统以及神经网络模拟等领域表现出极大的应用潜力。总而言之作者设计制备了兼具高柔性与环境稳定性的全无机聚合物材料APP并将其应用于忆阻器件，成功重现了生物行为包括STDP、EPSC等突触行为。同时，该器件具备优异的生物兼容性和环境友好性，能够工作在各类极端环境下，彰显了其在未来绿色电子、生物系统仿真以及神经形态计算等领域巨大的应用潜力。