近年来，人工突触成为了国内外关注的热点。基于钙钛矿、有机聚合物、无机半导体等材料的人工突触器件已经得到广泛的研究，但材料的稳定性是阻碍人工突触器件进一步发展的瓶颈。因此，开发高稳定性新型材料是实现人工突触应用的重要途径。
在国家自然科学基金委和中国科学院先导B专项的支持下，化学所有机固体重点实验室陈建毅研究员和刘云圻院士开展了金属有机框架 (MOF) 材料薄膜的可控组装与规模化制备研究，并取得了系列研究进展（Mater. Chem. Front. 2020, 4, 243；Angew. Chem. Int. Ed. 2021, 60, 2887；Adv. Mater. 2021, 33, 2007741)。
最近，他们以5,10,15,20-四(4-羟苯基)卟啉（THPP）为有机配体，设计并合成了一种新型的二维层状导电Cu-THPP MOF薄膜，并在此基础上，组装了光电子人工突触器件。该器件对光强、光功率、光频率、光刺激数等外界刺激信号产生了不同的记忆时间和记忆强度。其中，器件的记忆时间随激发光的频率提高而延长。在0.1 HZ的低频率刺激下，该人工突触器件的记忆时间不足100 s，而在20 HZ的高频率刺激下，该人工突触器件的记忆时间超过300 s，这与人脑突触的记忆是一致的，即短期的训练或学习会促进人脑产生短程记忆，而长期的高频率重复训练或学习有助于人脑产生长程记忆。该工作首次利用MOF材料模拟人脑突触记忆的基础功能，这为进一步开发MOF材料在人工智能、人工突触和人工视网膜等新兴领域的应用奠定了基础。相关研究结果发表于近期的Angewandte Chemie International Edition期刊上（Angew. Chem. Int. Ed. 10.1002/anie.202106519）。文章第一作者是博士生刘友星，通讯作者为陈建毅研究员和刘云圻院士。
图 人脑记忆和神经突触器件
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