Вчені створили незвичайний гібридний пристрій пам’яті, поєднавши синтетичну ДНК і напівпровідник на основі перовскіту. Розробка може стати основою для нового покоління електроніки та енергоощадних систем штучного інтелекту.
Ключовою частиною пристрою став мемристор — елемент, здатний зберігати інформацію про попередній напрямок проходження струму навіть після вимкнення живлення. Це дозволяє не лише зберігати, а й обробляти дані без постійного переміщення інформації між пам’яттю та процесором.
ДНК стала частиною електроніки
Дослідники використали короткі штучно синтезовані ланцюжки ДНК, спеціально спроєктовані для роботи в електронному пристрої. Щоб зробити їх електропровідними, у структуру додали наночастинки срібла.
Потім модифіковану ДНК поєднали з тонкою плівкою кристалічного перовскіту. Разом ці матеріали сформували своєрідні провідні шляхи, якими рухалися електрони.
Пристрій працював за напруги менш ніж 0,1 вольта, а за заявами авторів, споживав приблизно у 10 разів менше енергії порівняно з аналогічними технологіями. Водночас дослідники говорять про потенційно значно вищу щільність зберігання даних завдяки властивостям ДНК.
Пам’ять, яка працює подібно до мозку
Особливо цікавою є здатність мемристора одночасно зберігати інформацію та виконувати її обробку. Такий принцип нагадує роботу нейронних мереж мозку, де пам’ять і обчислення тісно пов’язані.
Саме тому технологія може виявитися перспективною для нейроморфних комп’ютерів та систем штучного інтелекту, яким потрібно працювати з величезними обсягами даних без надмірного споживання електроенергії.
Ще одна перевага — стабільність. За даними команди, пристрій продовжував працювати за температури близько 121°C, а за кімнатної температури залишався функціональним понад шість тижнів. Втім, до появи комерційних продуктів ще далеко. Технологію необхідно випробувати на масштабованих системах і перевірити її довготривалу надійність.
Та сама ідея вже демонструє цікавий напрям розвитку електроніки: замість того щоб просто створювати потужніші процесори та більші акумулятори, інженери можуть використовувати молекулярні матеріали, здатні зберігати величезні обсяги інформації з мінімальними енергетичними витратами. Робота, опублікована в журналі «Advanced Functional Materials».