我们的研究方聚焦于“离子基类脑材料与器件”，具体包括三部分：1）可控离子传输机理探究；2）离子基神经形态器件构筑；3）类脑器件生物交互探索。研究方向包括不局限于：微纳米流体、水凝胶、多孔膜、柔性可穿戴器件、生物电子界面、神经形态计算、神经电生理调控等多学科交叉领域。
现阶段具体研究方向如下：
1. 仿生纳米流体类脑计算器件
生物智能传感（如皮肤压力感应）及能源利用（如ATP合成）和蛋白质离子通道内离子可控传输密切相关。通过构筑调控材料的结构和界面性质（包括无机纳米材料、聚合物凝胶等）精确控制离子的输运行为，发现并拓展离子的输运新机理、传输新现象（如离子泵、离子-电子库伦拖拽等），可实现类神经的以离子为信息载体（information carriers）的新型感知和能源收集系统。
2. 仿生软离子导体类脑计算器件
神经元是智能生命信号传递和信息存储的基本单元，动作电位是信息和信号的载体，而动作电位的产生和电压响应离子通道（也被称为生命的“晶体管”）密切相关。以软离子导体（凝胶等）为材料基础，通过仿生的手段构筑以“离子为信息载流子”的新型离子基神经形态器件有望打破现有“硅+电子”器件模式，实现类神经元低功耗、高计算通量离子电路的构筑，为生物和外部器件无障碍信息交互（脑-机混合智能）打下良好的基础。
3. 基于离子基类脑器件的生物交互
智能生命神经网络运行依赖于离子的可控迁移。通过离子操控技术，构筑离子信息材料与器件，可实现与神经组织之间进行信号（离子电信号）与物质（离子物种）交互，有效避免了电子基信息器件在人机界面处的离子-电子信号转换以及零物质交换，实现真正的无缝人机交互。基于此可开发多种新型神经调控技术，实现脑信号实时读取并转换成外部功能执行，或者将外部物理场转变成大脑可识别的信息，进而用于神经信号调控或者神经疾病的治疗。
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