看似普通的透明膠帶，竟能像硬盤一樣“記住”過去的操作軌跡？賓夕瑪州立大學（Penn State）研究團隊在《新物理學雜志》（New Journal of Physics）發(fā)表的研究揭示，日常使用的壓敏膠帶不僅能記錄剝離事件，還能通過可測量的力學變化還原這些歷史。這項發(fā)現(xiàn)不僅打破了人們對傳統(tǒng)記憶介質(zhì)的認知，更為未來無需電力、具備基礎(chǔ)機械信息處理能力的設(shè)備開辟了全新路徑。

單向運動中的物理記憶機制

該研究的核心在于一種被稱為“返點記憶”（return-point memory）的材料特性。正如組合鎖需要記住旋鈕的旋轉(zhuǎn)序列才能開啟，膠帶也能通過物理變形記錄事件序列。與傳統(tǒng)存儲器不同，膠帶利用的是單向運動來存儲信息，這一反直覺現(xiàn)象引發(fā)了科學界的廣泛關(guān)注。

實驗過程簡單而精妙：研究人員將膠帶貼在表面并部分剝離，在停止點形成一條粘附力更強的細線；隨后再次貼合并更短距離地剝離。每一次停止都在膠帶內(nèi)部留下一個“記憶標記”。當再次剝離時，隨著剝離前沿經(jīng)過這些隱藏線條，所需的拉力會出現(xiàn)突然 spikes（尖峰）。每個尖峰都對應(yīng)了之前的一個停止點，從而讀取存儲的信息。

博士后研究員 Sebanti Chattopadhyay 指出：“膠帶是壓敏的，按得越緊，粘附越強?！蓖ㄟ^控制應(yīng)力下的停留時間，研究人員可以調(diào)節(jié)記憶的強度：停留越久，記憶越強，后續(xù)擦除所需的力也越大。這種靈活性遠超許多其他物理記憶系統(tǒng)。

獨特的“一背比較”機械計算能力

除了存儲，膠帶還展現(xiàn)出驚人的信息處理能力。研究發(fā)現(xiàn)，Zui后寫入的記憶在剝離時Zui先被讀取，這意味著膠帶天然具備將Zui新事件與前一事件進行比較的能力。

物理學教授 Nathan Keim 將其比作神經(jīng)科學中的“一背比較”（one-back comparison）任務(wù)：如果新剝離的距離大于前一次，拉力會出現(xiàn)尖峰；否則則平滑變化。這種基于存儲信息的簡單決策能力，證明了普通材料也能執(zhí)行復雜的機械計算邏輯，盡管這并不意味著膠帶將取代電子計算機。

面向極端環(huán)境的無電技術(shù)前景

這項研究的深遠意義在于其潛在的應(yīng)用場景。Keim 教授表示，開發(fā)無需電力且不像電子計算機那樣脆弱的設(shè)備一直是科學界的追求。機械記憶系統(tǒng)在極端高溫、強輻射或偏遠地區(qū)等電子器件失效的環(huán)境中具有獨特優(yōu)勢。

此外，不同表面和膠帶類型對記憶效果有顯著影響。例如，在光滑丙烯酸表面上形成的記憶比在標準背襯上更強且更持久。研究人員提出，沿膠帶長度分布的“比特”通過強弱粘附狀態(tài)的切換，共同構(gòu)建了一個更大的記憶系統(tǒng)。隨著研究深入，未來或許能設(shè)計出自動記錄應(yīng)力、損傷或重復運動的智能材料，甚至用于橋梁、飛機部件等基礎(chǔ)設(shè)施的健康監(jiān)測。

盡管普通膠帶本身不會成為計算平臺，但這一發(fā)現(xiàn)揭示了簡單材料中涌現(xiàn)復雜行為的物理原理。對于中國新材料與智能制造行業(yè)而言，這提示我們在追求高精尖電子元件的同時，不應(yīng)忽視基礎(chǔ)材料物理特性的挖掘。在柔性電子、可穿戴設(shè)備及極端環(huán)境傳感器領(lǐng)域，探索基于機械原理的低功耗、高可靠性存儲方案，可能成為突破傳統(tǒng)半導體瓶頸的新賽道。