Память-желе сможет работать в мозге человека

Мягкое запоминающее устройство, способное функционировать во влажной среде организма, открывает новые перспективы в разработке электроники, совместимой с живыми биологическими тканями.

Электронное оборудование традиционно изготавливают из твердых хрупких материалов, не способных к функционированию в условиях повышенной влажности. Работоспособность созданного исследователями университета Северной Каролины желеобразного запоминающего устройства, напротив, полностью сохраняется даже в условиях, влажность которых соответствует уровню влажности тканей человеческого мозга.

Работоспособность желеобразного запоминающего устройства полностью сохраняется даже в условиях влажности - как в тканях человеческого мозга

Устройство изготавливают из жидкого сплава галлия и индия, помещаемого в матрицу из геля на основе воды. Существующие на сегодняшний день прототипы еще не оптимизированы для хранения значительных объемов информации, однако их способность превосходно функционировать в условиях, непригодных для обычной электроники, вселяет в разработчиков оптимизм.

Новое устройство функционирует по принципу так называемых "мемристоров", которые в перспективе могут стать запоминающими устройствами нового поколения. Отдельные компоненты мягкого запоминающего устройства имеют два состояния: в одном они обладают проводниковыми свойствами, а в другом - нет. Эти два состояния можно использовать в качестве аналогов "1" и "0", используемых в двоичном коде. Большинство современных устройств использует электроны для создания "1" и "0", тогда как в новом устройстве эта роль принадлежит ионам.

В каждой схеме запоминающего устройства фрагменты сплава металлов выполняют роль электродов, с двух сторон прилегающих к проводящему участку геля. При воздействии положительного заряда на поверхности такого электрода формируется оболочка из оксида, лишающая его проводимости. Это состояние соответствует "0". Под действием отрицательного заряда оболочка из оксида исчезает, и электрод снова становится проводимым. Это состояние соответствует "1".

В обычных условиях воздействие отрицательного заряда на один из концов электрода приводило бы к перемещению положительного заряда и формированию новой оболочки из оксида на другом его конце, что означало бы постоянное отсутствие у него проводимости. Для решения этой проблемы разработчики ввели в один край гелевой матрицы полимер, предотвращающий формирование стабильного оксидного слоя. Благодаря этому один из электродов всегда остается проводимым, что обеспечивает возможность принятия устройством двух состояний "1" и "0", необходимых для функционирования электронной памяти.

Исследователи считают, что в будущем предложенную ими технологию можно будет использовать для создания интерфейсов между электроникой и биологическими системами, такими как клетки, ферменты или ткани. Одной из наиболее перспективных областей является разработка биологических сенсоров для медицинского мониторинга содержания в крови и других жидкостях организма гормонов, лекарственных препаратов и других веществ.