近期，兰州大学的科研团队在电化学领域取得了突破性进展，他们成功研发出一种以氧化钼为核心电极材料的创新型电容式离子二极管（CAPode），这一成果为电子技术与生物系统之间的无缝对接开辟了新的路径。
二极管图片
随着脑机接口技术的蓬勃发展，尽管我们距离实现人脑与计算机间自由、高效的双向通信越来越近，但二者间信号传导介质的根本差异——人脑依赖离子信号，而计算机则依赖电子信号——始终是横亘在前的技术障碍。离子电子耦合器件的提出，如同一座桥梁，试图连接起这两个截然不同的世界，让信息的自由流通成为可能。
然而，构建这一桥梁的关键在于开发出能够执行复杂逻辑运算、同时兼容离子与电子传输的器件。电容式离子二极管，作为这一领域的新兴之星，其潜力虽大，却受限于现有电极材料及电解液的局限性，如整流效率低、电容值不足、稳定性差、生物适应性弱以及高昂的制造成本，这些都严重阻碍了其实用化进程。
高纯三氧化钼图片
兰州大学的科学家另辟蹊径，巧妙利用氧化钼的独特性质，设计出了新一代电容式离子二极管。氧化钼那紧密堆叠的二维层状晶体结构，加之其层间带负电的离子通道，如同精密的筛网，对电解液中的阴阳离子实施了尺寸与电荷的双重筛选，实现了前所未有的离子管理效率，从而赋予了该二极管高达136的整流比，远超当前同类技术的水平。
不仅如此，通过巧妙结合插层赝电容储能机制与精心调配的电解液体系，氧化钼电极还展现出了惊人的448F/g比电容值，以及令人印象深刻的20万次循环稳定性，这些指标均标志着其电化学性能的显著提升。
尤为值得一提的是，氧化钼及其复合材料展现出的卓越生物相容性，为这一创新技术在脑机接口领域的广泛应用奠定了坚实的基础。未来的脑机接口系统，或许将借助这种高性能的电容式离子二极管，在“与门”和“或门”等逻辑运算中展现出前所未有的高效与稳定，开启人机交互的新纪元。
该研究成果以“A Biocompatible Supercapacitor Diode with Enhanced Rectification Capability towards Ion/Electron Coupling Logic Operations”为题发表在国际顶级期刊《Advanced Materials》上。
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