來自英國與歐洲的研究團隊近期發表了一項有趣成果,他們成功利用香菇(Shiitake)菌絲體製作出具備「記憶功能」的電子元件,並在多次測試中展現穩定的導電與記憶特性,顯示生物材料有機會在未來的永續運算中扮演角色。
生物材料展現突觸式記憶特性
研究指出,香菇菌絲在自然界中能以微弱電訊號傳遞資訊,研究人員將其培養並連接至電極後,發現電阻會隨著電壓刺激而改變,呈現出類似「突觸學習」的行為。這類元件被稱為「記憶電阻(Memristor)」,能在不依賴傳統晶片的情況下,同時具備運算與儲存功能。
在實驗中,香菇菌絲樣本在重複施壓與釋放電流後仍能維持導電能力;即使乾燥後再加濕,也能恢復運作。研究團隊進一步指出,這些樣本在最高約 5.85 kHz 的頻率下可維持約 90% 準確度,顯示具備穩定的電學反應。
低成本、可再生且環保
與傳統半導體材料相比,香菇菌絲完全由有機物組成,不需稀土金屬,也不需高溫或真空環境製程,能大幅降低製造能耗。若元件損壞,菌絲還可重新培養並修復結構,屬於真正意義上的「可再生電子材料」。
此外,研究提到香菇具備一定的抗輻射特性,可能與其細胞壁中的多醣體成分有關。此特性也讓研究團隊推測,未來這類生物元件有機會應用於輻射較高的環境中,例如太空任務。
實驗驗證與後續展望
團隊透過重複電壓測試驗證其「記憶效應」,並觀察到典型的電流–電壓回滯曲線(hysteresis loop),這是記憶電阻的重要判斷依據。多次實驗後,菌絲記憶準確率達 95%,可視為具揮發性記憶(volatile memory)的元件。
儘管目前仍屬實驗階段,但研究結果顯示,生物材料在記憶體領域並非僅止於概念,而是有機會補足傳統晶片製程在環保與永續性上的限制。
生物材料展現突觸式記憶特性
研究指出,香菇菌絲在自然界中能以微弱電訊號傳遞資訊,研究人員將其培養並連接至電極後,發現電阻會隨著電壓刺激而改變,呈現出類似「突觸學習」的行為。這類元件被稱為「記憶電阻(Memristor)」,能在不依賴傳統晶片的情況下,同時具備運算與儲存功能。
在實驗中,香菇菌絲樣本在重複施壓與釋放電流後仍能維持導電能力;即使乾燥後再加濕,也能恢復運作。研究團隊進一步指出,這些樣本在最高約 5.85 kHz 的頻率下可維持約 90% 準確度,顯示具備穩定的電學反應。
低成本、可再生且環保
與傳統半導體材料相比,香菇菌絲完全由有機物組成,不需稀土金屬,也不需高溫或真空環境製程,能大幅降低製造能耗。若元件損壞,菌絲還可重新培養並修復結構,屬於真正意義上的「可再生電子材料」。
此外,研究提到香菇具備一定的抗輻射特性,可能與其細胞壁中的多醣體成分有關。此特性也讓研究團隊推測,未來這類生物元件有機會應用於輻射較高的環境中,例如太空任務。
實驗驗證與後續展望
團隊透過重複電壓測試驗證其「記憶效應」,並觀察到典型的電流–電壓回滯曲線(hysteresis loop),這是記憶電阻的重要判斷依據。多次實驗後,菌絲記憶準確率達 95%,可視為具揮發性記憶(volatile memory)的元件。
儘管目前仍屬實驗階段,但研究結果顯示,生物材料在記憶體領域並非僅止於概念,而是有機會補足傳統晶片製程在環保與永續性上的限制。
