一种氢键有机框架纳米复合材料及其制备方法和应用.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115835769A(43)申请公布日2023.03.21(21)申请号202211274363.5(22)申请日2022.10.18(71)申请人苏州科技大学地址215000江苏省苏州市高新区学府路99号(72)发明人张程李阳马春兰程新利陈默涵(74)专利代理机构苏州市中南伟业知识产权代理事务所(普通合伙)32257专利代理师夏苏娟(51)Int.Cl.H10N70/20(2023.01)B82Y40/00(2011.01)B82Y30/00(2011.01)G06N3/008(2023.01)权利要求书1页说明书4页附图3页(54)发明名称一种氢键有机框架纳米复合材料及其制备方法和应用(57)摘要本发明属于仿生人工突触器件领域，具体涉及一种氢键有机框架纳米复合材料及其制备方法和应用。是将合成出的有机共轭配体溶于混合溶剂中，在温和的条件下合成出具有纳米带结构的有机氢键框架材料；利用光还原反应制备得到金属纳米颗粒并负载到二维的氢键有机组装体结构之中。本发明开发一种制备氢键有机框架纳米复合材料的方法，可以借助肉眼原位观测纳米材料的生长过程，通过颜色变化防止其过度生长。此纳米材料表现出优异的电学信号，可以借助正负电压刺激实现多重导态的变化，与设计的算法相结合实现短时记忆和长时记忆的特点，有效构建人工突触的模拟系统，表明在未来的神经形态计算应用环境中具有很高的可行性。CN115835769ACN115835769A权利要求书1/1页1.一种氢键有机框架纳米复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：S11：将TBAPy加入有机溶剂中，加热混合，得到前驱体溶液；S12：向所述前驱体溶液中加入醇或水，除杂，得到纳米级2D‑HOFs；S13：光照条件下，将纳米级2D‑HOFs加入金属盐溶液中反应，得到所述氢键有机框架纳米复合材料。2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S11中，加热混合的方法为：于保护气氛下加热至70‑90℃，搅拌12‑20h。3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述有机溶剂为DMF，DMSO，1,4‑二氧六环或THF。4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S13中，反应的温度为40‑60℃。5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述金属盐溶液包括硝酸银水溶液，硝酸铑水溶液或硝酸铜水溶液。6.一种权利要求1‑5中任一项所述制备方法制备得到的氢键有机框架纳米复合材料。7.一种双端结构忆阻器件，其特征在于，包括权利要求6所述的氢键有机框架纳米复合材料。8.一种权利要求7所述双端结构忆阻器件的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：S21：将氢键有机框架纳米复合材料和聚乙烯基吡咯于混合溶剂中混合后，分离得到上层分散液；S22：将所述上层分散液涂覆于氧化铟锡基底上，干燥，得到有机功能纳米薄膜复合层；S23：向所述有机功能纳米薄膜复合层涂覆上层分散液的一侧表面蒸镀金属电极，得到所述双端结构忆阻器件。9.如权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述混合溶剂包括乙醇和氯苯。10.权利要求7所述双端结构忆阻器件在模拟仿生人工突触器件的电学行为的应用。2CN115835769A说明书1/4页一种氢键有机框架纳米复合材料及其制备方法和应用技术领域[0001]本发明属于仿生人工突触器件领域，具体涉及一种氢键有机框架纳米复合材料及其制备方法和应用。背景技术[0002]随着芯片制造产业的进一步发展，借助芯片尺寸微缩化策略以提升其数据存储和计算能力已接近理论极限。为了打破这一瓶颈，受到人脑的启发，开发类脑神经网络计算以及建立人工突触的物理模型受到科学家们的广泛关注。相比于传统的硅基半导体中独立运行的存储和计算器件单元，人脑中的神经突触可以并行实现运算和存储的任务，具备存算一体的能力，高频信息传输和处理速率、超高密度信息存储容量以及较低的器件功耗等特点。因此，开发新型的人工突触器件来构建类脑神经计算的基本结构单元，为下一代机器学习、认知识别、高密度信息存储技术提供了重要的发展前景。当前基于垂直顶/底电极结构的仿生忆阻器件表现出极大的发展潜力，通过调节双端器件的多重电导态，模拟突触前后权重的变化。到目前为止，基于忆阻器的人工突触器件也取得了一系列成果，开发出多种新型忆阻材料体系，用于模拟生物突触的特征功能，如：长期可塑性、短期可塑性、长期抑制、短期抑制、时间依赖性可塑性等等。然而，目前研究最为广泛的忆阻材料仍然是无机过渡金属氧化物材料，但是其性能受制于材料本身的可调谐性和柔韧性，无法应用于当下热门的柔性智能以及可穿戴电子产品。因此，探索兼具机械柔性和突触特性的忆阻材料具有重要的研究意义。[0003]二维的氢键有机共轭骨架材料(2D‑HOFs)具有较低生