Blød hukommelsesenhed åbner døren til ny biokompatibel elektronik (m/ video)

Forskere fra North Carolina State University har udviklet en hukommelsesenhed, der er blød og fungerer godt i våde miljøer - åbner døren til en ny generation af biokompatible elektroniske enheder.

"Vi har skabt en hukommelsesenhed med Jell-O's fysiske egenskaber, " siger Dr. Michael Dickey, en assisterende professor i kemisk og biomolekylær teknik ved NC State og medforfatter til et papir, der beskriver forskningen.

Konventionel elektronik er typisk lavet af stiv, sprøde materialer og fungerer dårligt i et vådt miljø. "Vores hukommelsesenhed er blød og smidig, og fungerer ekstremt godt i våde omgivelser - svarende til den menneskelige hjerne, " siger Dickey.

Prototyper af enheden er endnu ikke blevet optimeret til at indeholde betydelige mængder hukommelse, men fungerer godt i miljøer, der ville være fjendtlige over for traditionel elektronik. Enhederne er fremstillet ved hjælp af en flydende legering af gallium- og indiummetaller sat i vandbaserede geler, svarende til geler, der bruges i biologisk forskning.

Enhedens evne til at fungere i våde omgivelser, og gelernes biokompatibilitet, betyder, at denne teknologi lover at forbinde elektronik med biologiske systemer – såsom celler, enzymer eller væv. "Disse egenskaber kan bruges til biologiske sensorer eller til medicinsk overvågning, " siger Dickey.

Enheden fungerer meget som såkaldte "memristorer, ", som er udråbt som en mulig næste generations hukommelsesteknologi. De individuelle komponenter i den "grøde" hukommelsesenhed har to tilstande:en der leder elektricitet og en der ikke gør. Disse to tilstande kan bruges til at repræsentere de brugte 1'ere og 0'er i binært sprog. Det meste konventionel elektronik bruger elektroner til at skabe disse 1'ere og 0'ere i computerchips. Den grødede hukommelsesenhed bruger ladede molekyler kaldet ioner til at gøre det samme.

I hvert af hukommelsesenhedens kredsløb, metallegeringen er kredsløbets elektrode og sidder på hver side af et ledende stykke gel. Når legeringselektroden udsættes for en positiv ladning, skaber den en oxideret hud, der gør den modstandsdygtig over for elektricitet. Vi kalder det 0. Når elektroden udsættes for en negativ ladning, den oxiderede hud forsvinder, og det bliver befordrende for elektricitet. Vi kalder det 1.

Normalt, når en negativ ladning påføres den ene side af elektroden, den positive ladning ville flytte til den anden side og skabe endnu en oxideret hud - hvilket betyder, at elektroden altid vil være modstandsdygtig. For at løse det problem, forskerne "dopede" den ene side af gelpladen med en polymer, der forhindrer dannelsen af ​​en stabil oxideret hud. På den måde er én elektrode altid befordrende - giver enheden de 1'ere og 0'ere, den har brug for til elektronisk hukommelse.