随着神经形态计算的兴起,具有记忆/学习功能和信号处理的记忆元件的开发对于构造人工神经网络电路至关重要。目前,记忆元件结构设计大多是基于硅衬底的传统MIS（金属-绝缘体-半导体）结构,刚性易碎及生物不相容等特点制约了其在柔性系统中的应用。因此,迫切需要探索研究基于新型柔性材料体系的记忆元件。丝素蛋白（SF）作为一种柔性生物材料,具有优异的机械性能和生物相容性,但也有一定的局限性,如导电性。通常,丝素蛋白与具有良好导电性能的石墨烯或还原氧化石墨烯（rGO）纳米材料复合,通过调控二者之间的界面相互作用,构建具有良好机械性能和导电性能的高性能复合膜。目前,已有研究人员开展了关于丝素蛋白和石墨烯纳米材料在忆阻器中的应用研究,但仍有很多问题亟待解决,如操作电压过大,电阻转换性较差等。此外,石墨烯/丝素蛋白柔性复合膜在忆容器中的研究仍是空白。本论文以石墨烯/丝素蛋白柔性复合膜为切入口,聚焦其在记忆元件中的应用。主要研究内容与结果如下:1.rGO-SF膜的制备和表征。利用凝胶-膜转换技术将SF均匀嵌入rGO片层之间以获得rGO-SF膜,并对rGO-SF膜结构与性能的关系进行探究。SF和rGO之间的静电和氢键相互作用增大了rGO片层间的粘合力,减小片层间距,缩短电子转移距离,从而提高复合膜的机械性能和导电性能,使其在柔性电子元件中获得更好的应用。2.基于rGO-SF膜的柔性忆阻器的研究。探究rGO-SF膜作为记忆材料应用的可能性,基于导电细丝机制设计并制备了结构为ITO/rGO-SF/Ag的柔性忆阻器。相较于传统的沿晶界传输载流子的忆阻器,该器件的操作电压较小,且具有良好的开关比和稳定、平滑、渐变的阻变行为。这证实了rGO-SF膜作为一种记忆材料使得载流子的传输更加可控和稳定。此外,该器件还可用于模拟神经突触的兴奋和抑制行为,这为rGO-SF膜在记忆元件中的应用提供了新的可能性。3.基于rGO-SF膜的柔性忆容器的研究。探索基于rGO-SF膜在柔性忆容器的介电调控方面的应用,以期获得更贴合实际应用的柔性忆容器。在这项研究中,设计并制备了以聚酰亚胺（PI）为基板的结构为rGO-SF/H₃PO₄-PVA/rGO/Cu foil的柔性忆容器,显示出高开关比,四阶电容存储,长电容保存时间,以及良好的弯曲稳定性等特点。值得注意的是,这是首次采用非MIS结构制备的忆容器,为记忆元件的结构设计提供过了一种新的思路。综上所述,我们开发了一种新的rGO-SF膜,并发现其在忆阻和忆容系统中显示出优异的柔韧性和良好的电荷调控性能。不仅为探究rGO-SF膜在记忆元件中的应用提供了实验基础,而且打破了传统记忆元件结构的设计思路,为柔性人工神经网络电路的发展提供材料和器件方面的实验依据。