【卡城华人网】香菇转生成记忆电阻，不愿再当熬汤料

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香菇转生成记忆电阻，不愿再当熬汤料

香菇转生成记忆电阻，不愿再当熬汤料
【卡城华人网 www.calgarychina.ca】 2025-10-27 12:21

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【卡城华人网】香菇转生成记忆电阻，不愿再当熬汤料

随着人工智慧、电动车与高效能运算（HPC）快速发展，现有的半导体架构在资料处理效率与能耗上逐渐面临瓶颈。为了突破这些限制，学界与产业近年积极投入「忆阻器」（Memristor）的研究，希望开发能同时具备记忆与运算功能的新型电子元件。

近日，美国俄亥俄州立大学（Ohio State University）研究团队宣布重大突破──他们成功利用香菇菌丝体，开发出可替代稀土材料的「真菌记忆电阻」。

你没看错，就是香菇！就是我们平常煮香菇鸡汤时会用到的那种香菇（Shiitake）。如今，它竟然成为实验室里打造新型电子元件的主角。

忆阻器是什么？

首先让我们先了解亿组器是什么？忆阻器（Memristor），又称记忆电阻，是一种被动电子元件。
与传统电阻相同，忆阻器能让电流安全通过装置；不同的是，忆阻器会「记得」曾有多少电流通过它。当电源关闭后，它仍能保留先前的电性状态。

这种特性让忆阻器能像大脑的「突触」一样：电流流过得越多，导电路径就越畅通，相当于学习与记忆的过程。因此，在神经形态运算架构中，忆阻器能同时负责「储存」与「运算」，省去资料搬移造成的延迟与能耗，被视为提升AI 与边缘运算效率的元件之一。

研究过程：让香菇菌丝变成电子元件

在这项研究中，团队选用了可食用真菌──香菇菌丝体做为材料基底。研究人员先在培养皿中培育出稳定的菌丝网络，接着将其干燥并再水化，以去除多余水分、保留导电结构。

接着，他们在菌丝表面加上金属电极，进行电压与电流循环测试，观察其在不同刺激下的导电行为是否呈现「可记忆」特性。

（Source：Ohio State University）

结果显示，香菇菌丝体在多次电压循环测试中展现出稳定的阻值切换特性，能根据输入信号改变电阻，并在移除电源后仍维持状态，证实其具备「天然突触」的潜力。进一步测试发现，这些菌丝体在最高5,850 Hz 的频率下仍可稳定运作，准确率达90%，同时在反覆刺激后仍保持结构稳定，并具备低功耗、可分解、抗辐射与脱水耐受性。

研究团队指出，这些特性使香菇记忆电阻在航太电子、边缘运算及环保感测元件等领域皆具潜在应用价值。

香菇记忆电阻的突破与挑战

然而，要让「香菇记忆电阻」走出实验室，仍面临几项挑战。

首先是湿度与导电稳定性控制，菌丝体的导电性会随环境湿度变化，需要额外封装保护。其次是材料一致性，不同批次的菌丝体在结构与导电性上略有差异，可能影响量产良率。最后则是与矽基制程整合的问题：菌丝体属有机材料，要在高温制程下与现有半导体结构兼容仍需技术突破。

尽管仍面临制程与稳定性挑战，这项研究已被视为绿色电子材料的重要里程碑。它不仅证明生物材料可在运算架构中发挥作用，也展现了降低稀土依赖、减少电子制程碳足迹的可能性。

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