De meesten van ons kennen pectine als een belangrijk ingrediënt voor het maken van heerlijke gelei en jam, niet als onderdeel van een complex hybride apparaat dat biologische en elektronische systemen met elkaar verbindt. Maar een team van Italiaanse wetenschappers heeft voortgebouwd op eerder werk op dit gebied met behulp van pectine met een hoge mate van methylering als medium om een ​​nieuwe architectuur van hybride apparaten te creëren met een dubbellaagse polyelektrolyt die alleen memristief gedrag aanstuurt.

Een memristief apparaat kan worden gezien als een synaps-analoog, een apparaat met een geheugen. Simpel gezegd, zijn gedrag op een bepaald moment hangt af van zijn eerdere activiteit, vergelijkbaar met de manier waarop informatie in het menselijk brein wordt overgedragen van het ene neuron naar het andere.

In een artikel dat deze week is gepubliceerd in AIP-vooruitgang , het team legt de creatie van het hybride apparaat uit. "Bij dit onderzoek we hebben materialen toegepast die over het algemeen worden gebruikt in de farmaceutische en voedingsmiddelenindustrie in onze elektrochemische apparaten, " zei Angelica Cifarelli, een promovendus aan de Universiteit van Parma in Italië. "Het idee om het 'bufferende' vermogen van deze biocompatibele materialen als vast polyelektrolyt te gebruiken, is volledig innovatief en ons werk is de eerste keer dat deze biopolymeren zijn gebruikt in apparaten op basis van organische polymeren en in een memristief apparaat."

Memristors kunnen een brug vormen voor het koppelen van elektronische circuits aan zenuwstelsels, brengt ons dichter bij de realisatie van een dubbellaags perceptron, een element dat classificatiefuncties kan uitvoeren na een passende leerprocedure. De grootste moeilijkheid waarmee het onderzoeksteam werd geconfronteerd, was het begrijpen van het complexe elektrochemische samenspel dat de basis vormt voor het memristieve gedrag, wat hen de middelen zou geven om het te beheersen. Het team ging deze uitdaging aan door commerciële polymeren te gebruiken, en het wijzigen van hun elektrochemische eigenschappen op macroscopisch niveau. Het meest verrassende resultaat was dat het mogelijk was om de elektrochemische respons van het apparaat te controleren door de formulering van gels die als polyelektrolyten werken te veranderen, waardoor de studie van de ionenuitwisselingen met betrekking tot het biologische object mogelijk is, die de elektrochemische respons van het geleidende polymeer activeert.

"Onze ontwikkelingen maken de weg vrij om compatibele op polyaniline gebaseerde apparaten te maken met een interface die natuurlijk, biologisch en elektrochemisch compatibel en functioneel, " zei Cifarelli. De volgende stappen zijn het verbinden van het memristornetwerk met andere levende wezens, bijvoorbeeld, fabrieken en uiteindelijk de realisatie van hybride systemen die kunnen "leren" en logische/classificatiefuncties kunnen uitvoeren.