М’яке запам’ятовуючий пристрій, здатне функціонувати у вологому середовищі організму

М’яке запам’ятовуючий пристрій, здатне функціонувати у вологому середовищі організму, відкриває нові перспективи в розробці електроніки, сумісної з живими біологічними тканинами.

Електронне обладнання традиційно виготовляють з твердих крихких матеріалів, не здатних до функціонування в умовах підвищеної вологості. Працездатність створеного дослідниками університету Північної Кароліни желеподібного запам’ятовуючого пристрою, навпаки, повністю зберігається навіть в умовах, вологість яких відповідає рівню вологості тканин людського мозку.


Працездатність желеподібного запам’ятовуючого пристрою повністю зберігається навіть в умовах вологості – як в тканинах людського мозку

Пристрій виготовляють з рідкого сплаву галію та індію, розташованого в матрицю з гелю на основі води. Існуючі на сьогоднішній день прототипи ще не оптимізовані для зберігання значних обсягів інформації, однак їх здатність чудово функціонувати в умовах, непридатних для звичайної електроніки, вселяє у розробників оптимізм.

Новий пристрій функціонує за принципом так званих “мемристоров”, які в перспективі можуть стати запам’ятовуючими пристроями нового покоління. Окремі компоненти м’якого запам’ятовуючого пристрою мають два стани: в одному вони мають стаціонарними властивостями, а в іншому – ні. Ці два стани можна використовувати в якості аналогів “1” і “0”, що використовуються в двійковому коді. Більшість сучасних пристроїв використовує електрони для створення “1” і “0”, тоді як в новому пристрої ця роль належить іонам.

У кожній схемі пристрою фрагменти сплаву металів виконують роль електродів, з двох сторін прилеглих до проводящему ділянці гелю. При впливі позитивного заряду на поверхні такого електрода формується оболонка з оксиду, що позбавляє його провідності. Цей стан відповідає “0”. Під дією негативного заряду оболонка з оксиду зникає, і електрод знову стає проведеним. Цей стан відповідає “1”.

У звичайних умовах вплив негативного заряду на один з кінців електрода призводило б до переміщення позитивного заряду і формування нової оболонки з оксиду на іншому його кінці, що означало б постійну відсутність у нього провідності. Для вирішення цієї проблеми розробники ввели в один край гелевої матриці полімер, що запобігає формування стабільного оксидного шару. Завдяки цьому один з електродів завжди залишається проведеним, що забезпечує можливість прийняття пристроєм двох станів “1” і “0”, необхідних для функціонування електронної пам’яті.

Дослідники вважають, що в майбутньому запропоновану ними технологію можна буде використовувати для створення інтерфейсів між електронікою і біологічними системами, такими як клітини, ферменти або тканини. Однією з найбільш перспективних областей є розробка біологічних сенсорів для медичного моніторингу вмісту в крові та інших рідинах організму гормонів, лікарських препаратів та інших речовин.

Залишити відповідь

Ваша e-mail адреса не оприлюднюватиметься. Обов’язкові поля позначені *