Brug af pektin til at fremme neuronlignende elektroniske systemer

De fleste af os kender pektin som en vigtig ingrediens til at lave lækre geléer og syltetøj, ikke som en komponent til en kompleks hybrid -enhed, der forbinder biologiske og elektroniske systemer. Men et team af italienske forskere har bygget videre på tidligere arbejde på dette område ved hjælp af pektin med en høj grad af methylering som medium til at skabe en ny arkitektur af hybridindretning med en dobbeltlags polyelektrolyt, der alene driver memristiv adfærd.

En memristive -enhed kan betragtes som en synapse -analog, en enhed, der har en hukommelse. Enkelt sagt, dens adfærd i et bestemt øjeblik afhænger af dens tidligere aktivitet, ligner den måde, information i den menneskelige hjerne overføres fra en neuron til en anden.

I en artikel offentliggjort i denne uge i AIP forskud , teamet forklarer oprettelsen af ​​hybrid -enheden. "I denne forskning, vi anvendte materialer, der generelt anvendes i farmaceutiske og fødevareindustrien i vores elektrokemiske apparater, sagde Angelica Cifarelli, en ph.d.-kandidat ved universitetet i Parma i Italien. "Ideen om at bruge" buffering "-muligheden for disse biokompatible materialer som fast polyelektrolyt er fuldstændig innovativ, og vores arbejde er første gang, at disse biopolymerer er blevet brugt i enheder baseret på organiske polymerer og i en memristive enhed."

Memristors kan udgøre en bro til grænseflade mellem elektroniske kredsløb og nervesystem, flytte os tættere på realiseringen af ​​et dobbeltlags perceptron, et element, der kan udføre klassifikationsfunktioner efter en passende indlæringsprocedure. Forskningsteamets største vanskeligheder var at forstå det komplekse elektrokemiske samspil, der er grundlaget for den memristive adfærd, hvilket ville give dem midlerne til at kontrollere det. Teamet tog fat på denne udfordring ved at bruge kommercielle polymerer, og modificering af deres elektrokemiske egenskaber på makroskopisk niveau. Det mest overraskende resultat var, at det var muligt at kontrollere enhedens elektrokemiske respons ved at ændre formuleringen af ​​geler, der fungerer som polyelektrolytter, muliggør undersøgelse af de ioniske udvekslinger vedrørende det biologiske objekt, som aktiverer den ledende polymeres elektrokemiske respons.

"Vores udvikling åbner vejen for at lave kompatible polyanilin-baserede enheder med en grænseflade, der bør være naturlig, biologisk og elektrokemisk kompatibel og funktionel, "sagde Cifarelli. De næste trin er grænsefladen mellem memristor -netværket og andre levende væsener, for eksempel, planter og i sidste ende realiseringen af ​​hybridsystemer, der kan "lære" og udføre logiske/klassificeringsfunktioner.