Wetenschappers creëren een nanofluïdische chip met ‘hersenachtige’ geheugenpaden

Wetenschappers van de Monash University hebben dit gecreëerd een kleine, op vloeistof gebaseerde chip dat zich gedraagt ​​als neurale paden in de hersenen en mogelijk de deur opent naar een nieuwe generatie computers.

De chip, die ongeveer zo groot is als een munt, is opgebouwd uit een speciaal ontworpen metaal-organisch raamwerk (MOF) en kanaliseert ionen door kleine paden, waarmee het aan/uit-schakelen van elektronische transistors in computers wordt nagebootst.

Maar in tegenstelling tot conventionele computerchips kan het ook eerdere signalen ‘onthouden’, waardoor de plasticiteit van neuronen in de hersenen wordt nagebootst.

Het werk is gepubliceerd in het tijdschrift Wetenschappelijke vooruitgang.

Co-hoofdauteur Sir John Monash Distinguished Professor en ARC Laureate Fellow, Professor Huanting Wang, adjunct-directeur van het Monash Center for Membrane Innovation, benadrukt het potentieel van technisch vervaardigde nanoporeuze materialen voor apparaten van de volgende generatie.

‘Voor het eerst hebben wij’We hebben verzadiging van niet-lineaire geleiding van protonen waargenomen in een nanofluïdisch apparaat. Dit opent nieuwe mogelijkheden voor het ontwerpen van iontronische systemen met geheugen en zelfs leermogelijkheden”, aldus professor Wang.

“Als we functionele materialen zoals MOF’s van slechts een paar nanometer dik kunnen ontwikkelen, kunnen we geavanceerde vloeibare chips maken die een aantal beperkingen van vandaag aanvullen of zelfs overwinnen.’s elektronische chip.”

Om het potentieel ervan te demonstreren, bouwde het team een ​​klein vloeistofcircuit met meerdere MOF-kanalen. De chip’Zijn reactie op spanningsveranderingen bootste het gedrag van elektronische transistors na, terwijl hij ook geheugeneffecten liet zien die ooit zouden kunnen worden gebruikt in op vloeistof gebaseerde gegevensopslag of op de hersenen geïnspireerde computersystemen.

Co-hoofdauteur Dr. Jun Lu, van het Monash Department of Chemical and Biological Engineering, die momenteel als gastonderzoeker aan de Universiteit van Californië werkt, zei dat de ontwikkeling de eerste in zijn soort was en een belangrijke stap in de richting van computers die meer als mensen denken, met behulp van vloeibare in plaats van vaste circuits.

“Onze chip kan selectief de stroom protonen en metaalionen controleren, en hij onthoudt eerdere spanningsveranderingen, waardoor hij een vorm van kortetermijngeheugen krijgt,” zei Dr. Lu.

‘Wat ons apparaat echt speciaal maakt, is de hiërarchische structuur, waardoor het protonen en metaalionen op geheel verschillende manieren kan controleren. Dit soort selectief, niet-lineair ionentransport heeft’Dat is nog niet eerder gezien in de nanofluïdica.”