science >> Wetenschap >  >> Chemie

Ionengeleidend polymeer cruciaal voor het verbeteren van neuromorfe apparaten

Foto van een neuromorf apparaat dat in dit onderzoek is gebruikt. Krediet:Shunsuke Yamamoto

"Neuromorf" verwijst naar het nabootsen van het gedrag van neurale hersencellen. Als men spreekt van neuromorfe computers, ze hebben het over het laten denken en verwerken van computers meer als menselijke hersenen:op hoge snelheid werkend met een laag energieverbruik.

Ondanks een groeiende interesse in op polymeren gebaseerde neuromorfe apparaten, onderzoekers moeten nog een effectieve methode vaststellen om de reactiesnelheid van apparaten te regelen. Onderzoekers van de Tohoku University en de University of Cambridge, echter, hebben dit obstakel overwonnen door de polymeren PSS-Na en PEDOT:PSS te mengen, ontdekken dat het toevoegen van een ionengeleidend polymeer de responstijd van het neuromorfe apparaat verbetert.

Polymeren zijn materialen die zijn samengesteld uit lange moleculaire ketens en spelen een fundamenteel aspect in het moderne leven van het rubber in banden, naar waterflessen, tot polystyreen. Het mengen van polymeren resulteert in het creëren van nieuwe materialen met hun eigen specifieke fysieke eigenschappen.

De meeste onderzoeken naar neuromorfe apparaten op basis van polymeer richten zich uitsluitend op de toepassing van PEDOT:PSS, een gemengde geleider die zowel elektronen als ionen transporteert. PSS-Na, anderzijds, transporteert alleen ionen. Door deze twee polymeren te mengen, de onderzoekers zouden de ionendiffusie in de actieve laag van het apparaat kunnen verbeteren. Hun metingen bevestigden een toename van de responstijd van het apparaat, het bereiken van een maximale kortsluiting van 5 keer. De resultaten toonden ook aan hoe nauw de responstijd gerelateerd is aan de diffusie van ionen in de actieve laag.

"Onze studie effent de weg voor een dieper begrip achter de wetenschap van het geleiden van polymeren." legt co-auteur Shunsuke Yamamoto uit van de afdeling Biomoleculaire Engineering aan de Graduate School of Engineering van Tohoku University. "Vooruit gaan, het kan mogelijk zijn om kunstmatige neurale netwerken te creëren die zijn samengesteld uit meerdere neuromorfe apparaten, " hij voegt toe.