8 月 6 日，Science 发表了国际仿生工程学会会员、厦门大学化学化工学院和物理科学与技术学院双聘教授侯旭为共同第一作者的，团队关于 “仿生纳流离子学” 的 Perspective 文章 “Bioinspired nanofluidic iontronics”。
据了解，侯旭教授从事仿生液体门控技术与仿生纳流离子学等研究已有 10 余年，至今共出版国际学术著作 2 本，以第一 / 通讯作者在 Nature、Science、国家科学评论等高水平学术期刊上发表相关论文 55 篇。侯旭教授博士毕业于国家纳米科学中心，后来，在 2012-2015 年期间到哈佛大学跟随仿生无机材料先驱之一 ——Joanna Aizenberg 教授从事博士后研究。回国后，在 2016 年加入厦门大学，任厦门大学仿生智能多尺度孔 / 通道组首席研究员，厦门大学化学化工学院和物理科学与技术学院教授，目前主要研究方向为仿生和智能多尺度孔 / 通道系统、微 / 纳米流体、节能和生物医学应用的纳米 / 微制造等。图 | 厦门大学化学化工学院和物理科学与技术学院双聘教授侯旭（来源：侯旭课题组主页）此次发表的文章中，侯旭团队介绍了近几年纳流离子学的发展，并提出仿生科学将成为纳流离子学发展的新趋势，以及仿生纳流离子学在人工智能、脑机接口、人机增强等方面应用前景。通过模仿人脑的处理机制建立接类似于（甚至超越）人脑那样可以高效、节能工作的机器，一直以来是研究人员重要的探索方向之一，包括人工智能、脑机接口等等技术都是向模仿人脑的努力。然而，计算机中信号的传递由电子和空穴的移动完成，生物体中传递生物信号的载体则为各种离子，由于计算机与人脑中信号转化与传输的载体不同，计算机尚未能较好地模拟人脑的活动。生物纳米孔道的出现，实现了离子传输与电导性能的有机结合，成为电子器件与生物体间最具潜力的信号传递与翻译媒介，可以说是建立起了生物脑与人工脑之间的桥梁。在生物体系中，众多生理过程的发生都源于生物纳米孔道中的离子传输行为。为进一步探索生物信号传输机理，纳流控 —— 在纳米尺度（一个或多个维度的尺寸小于 100nm）下研究和应用物质传输性质的学科逐渐发展为科学研究的热门领域之一。借助纳流控技术和纳流器件模拟、实现生命活动中的离子传输现象也成为现实。文章提到，“可以通过在纳米尺度下流体的研究，来模仿离子通过纳米大小的生物通道进行传输，解释一系列生理过程。” 比如，Robin 等人提出，在一维（1D）纳米限域空间中，几何形状和内表面电荷分布的非对称设计可以在流体中再现类似于二极管的离子整流特征；石墨烯、氮化硼等二维（2D）纳米材料，限制了离子传输过程中的平移自由，导致更大的离子记忆效应，为研究人员对纳流离子学的深入探索提供了新方向，基于 2D 纳米通道设备，可以用于生成与生物神经元产生的电脉冲序列相类似的电路。也正是因为这一性质的显现，侯旭团队认为，纳流离子学将对人工智能、脑机接口、人机增强等技术实现进一步地推动，人们也似乎离 “类脑” 更近了一步。该文章提到，由于同时具有与神经元兼容的信号和与生理水溶液环境兼容的工作介质，纳流离子器件可能是大脑与计算机双向连接互通极具潜力的发展方向，Robin 等人的理论工作应该有助于可穿戴 / 植入式脑机接口、神经元计算机接口等的开发。https://science.sciencemag.org/content/373/6555/628.full
