北海道大学 水凝胶的记忆-遗忘行为是基于高温下快速吸水(膨胀)和低温下缓慢释水(收缩)来实现的，这是通过凝胶中的动态键来实现的
膨胀的部分冷却后从透明变成不透明，使记忆得以恢复
信用:于等
，PNAS，2020年7月27日 北海道大学的研究人员发现了一种柔软潮湿的材料，可以记忆、检索和忘记信息，很像人脑
他们在《国家科学院院刊》(PNAS)上报道了他们的发现
人类的大脑学习东西，但是当信息不再重要时，就会忘记它们
在人造材料中重建这种动态记忆过程是一项挑战
北海道大学的研究人员现在报告了一种模拟大脑动态记忆功能的水凝胶:根据记忆强度对随时间消逝的信息进行编码
水凝胶是一种柔性材料，由很大比例的水(在这种情况下约为45%)以及其他化学物质组成，这些化学物质提供了一种类似支架的结构来容纳水
北海道大学化学反应设计与发现研究所的简·龚平教授、崔鲲鹏助理教授及其学生和同事正在寻求开发具有生物功能的水凝胶
“水凝胶是模拟生物功能的绝佳选择，因为它们像人体组织一样柔软湿润，”龚说
“我们很兴奋能展示水凝胶如何模仿大脑组织的一些记忆功能
" 凝胶上的飞机图案，或者说记忆，慢慢褪色了
记忆力越强，忘记的时间就越长
信用:于等
，PNAS，2020年7月27日 在这项研究中，研究人员在两块塑料板之间放置了一层薄水凝胶；顶板具有被切掉的形状或字母，仅留下水凝胶的暴露区域
例如，图案包括一架飞机和“凝胶”这个词
“他们最初将凝胶放在冷水浴中以建立平衡
然后他们将凝胶转移到热水浴中
凝胶将水分吸收到其结构中，导致膨胀，但仅在暴露区域
这就像一条信息，将图案印在了凝胶上
当凝胶被移回冷水浴时，暴露的区域变得不透明，使得存储的信息可见，这是由于他们所谓的“结构挫折”
“在低温下，水凝胶逐渐收缩，释放出它吸收的水分
图案慢慢褪色了
凝胶在热水中停留的时间越长，印记就会越暗或越强烈，因此信息消失或“忘记”的时间就越长
研究小组还发现，更高的温度强化了记忆
“这与人类相似，”崔说
“你花在学习上的时间越长，或者情感刺激越强烈，忘记它的时间就越长
" 研究小组表明，在水凝胶中建立的记忆对温度波动和大的物理拉伸是稳定的
更有趣的是，遗忘过程可以通过调节热学习时间或温度来编程
例如，当他们对“凝胶”的每个字母应用不同的学习时间时，字母顺序消失
水凝胶显示一个程序化的遗忘过程
字母在不同的热学习时间(分别为26、18和12分钟)后依次消失
信用:于等
，PNAS，2020年7月27日 研究小组使用了一种水凝胶，这种水凝胶含有一种叫做聚两性电解质或聚酰胺凝胶的物质
记忆-遗忘行为是基于快速吸水和缓慢释水实现的，这是由水凝胶中的动态键实现的
“这种方法应该适用于各种具有物理键的水凝胶，”龚说
崔补充说:“这种水凝胶类似大脑的记忆系统可以用于一些应用，比如为了安全而消除信息。”
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