Designing logic gates using active particles

Sapna Yadav

doi:10.1103/gynr-fdhv

Designing logic gates using active particles

2025-12-02

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DOI：10.1103/gynr-fdhv

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近年来，超越传统半导体基系统的非常规计算架构已引起广泛的研究兴趣。本文提出了一种利用活性粒子（具体为1-戊醇浸润的圆盘）构建逻辑门的方法，并利用了Marangoni效应原理。在我们的实验装置中，设计了一个设有输入臂和输出观察臂的通道。输入由圆盘提供，其中浸润戊醇的活性圆盘被视为真值1，而被动圆盘被视为真值0。放置在决策区域的控制器圆盘的移动决定了输出。我们证明，表面张力、曳力以及排斥力和吸引力的复杂相互作用产生了基本的AND和OR逻辑响应。有趣的是，仅通过降低戊醇浓度改变控制器的活性，即可切换逻辑功能，从而使同一通道具备改变逻辑功能的能力。此外，通过简单的输出编码更改，可以获得互补的NAND和NOR逻辑。这种基于活性物质的逻辑门具有在流体条件下工作的潜力，能够响应生物信号而无需外部电源，因此适用于生物医学应用、生物传感、分子计算和靶向药物递送等领域。

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CHEMOTAXIS

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Designing logic gates using active particles

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