Teorier forudsiger 2D nanofluidkanaler, der viser ikke-lineær ledningsfunktion som hukommelseseffekttransistorer

Et team af forskere ved Sorbonne Université har udviklet en måde at vise 2D nanofluidkanaler, der udfører ikke-lineære ledningsfunktioner som hukommelseseffekttransistorer, ved hjælp af teori og simuleringer. I deres papir offentliggjort i tidsskriftet Videnskab , gruppen beskriver deres arbejde med vandige elektrolytter indespærret i et todimensionalt mellemrum mellem grafitlag og hvad de har lært af det. Yaqi Hou og Xu Hou med Xiamen University har udgivet et Perspective-stykke i samme tidsskriftsudgave, der skitserer arbejdet involveret i at replikere de måder, neuroner kommunikerer på ved hjælp af ion- og neurotransmitterledning, og arbejdet udført af teamet i Frankrig.

Som Hou og Hou bemærker, computerkomponenter kommunikerer med hinanden ved hjælp af elektrisk ledning, som er et system, der fører til et intensivt energiforbrug i store systemer. De bemærker også, at når de leder efter en mere effektiv tilgang, dataloger har undersøgt måderne, som biologiske systemer kommunikerer på - især, neuroner i den menneskelige hjerne. Ved at gøre sådan, de har bemærket, at disse kommunikationer er baseret på ioner og kemikalier, der bevæger sig gennem vandige opløsninger. Til det formål, en del arbejde er blevet udført af forskellige grupper for at finde ud af, om computere kunne bruge lignende kanaliseringssystemer. I denne nye indsats, forskerne udviklede teorier om, hvordan sådanne kanaler kunne fungere i et 2D-system begrænset mellem to planer - i deres tilfælde, lag af grafit - og derefter kørte simuleringer for at vise, at deres tilgang måske fungerer i et rigtigt computersystem.

Forskerne bemærker, at fremskridt inden for nanofluider har gjort det muligt at skabe vandige opløsninger lavet af enkeltlag af molekyler. Sådanne elektrolytter, de bemærker, har antydet muligheden for deres anvendelse som iontransportmiddel, svarende til det, der ses i menneskelige neurologiske netværk. For at skabe et sådant system, forskerne udviklede flere teorier til at forudsige adfærden og virkningerne af et sådant scenario i et veldefineret system; vandige elektrolytter, der transporterer information gennem små, 2D-spalter i grafitlag, når de udsættes for et elektrisk felt. Ved at gøre sådan, de fandt ud af, at hvis det blev gjort på en bestemt måde, ionerne dannes til klynger, der udviser hysteretisk ledning, en indikation af, at systemet kunne bruges til at skabe en kunstig neuron. Forskerne lavede derefter en simulering af deres ideer for at demonstrere deres gennemførlighed.

© 2021 Science X Network