Onderzoekers van de North Carolina State University hebben een geheugenapparaat ontwikkeld dat zacht is en goed functioneert in natte omgevingen, wat de deur opent naar een nieuwe generatie biocompatibele elektronische apparaten.

"We hebben een geheugenapparaat gemaakt met de fysieke eigenschappen van Jell-O, " zegt dr. Michael Dickey, een assistent-professor chemische en biomoleculaire engineering bij NC State en co-auteur van een paper waarin het onderzoek wordt beschreven.

Conventionele elektronica is meestal gemaakt van onbuigzaam, broze materialen en functioneren niet goed in een natte omgeving. "Ons geheugenapparaat is zacht en buigzaam, en functioneert buitengewoon goed in natte omgevingen - vergelijkbaar met het menselijk brein, ' zegt Dikkie.

Prototypes van het apparaat zijn nog niet geoptimaliseerd om aanzienlijke hoeveelheden geheugen vast te houden, maar werken goed in omgevingen die vijandig staan ​​tegenover traditionele elektronica. De apparaten zijn gemaakt met behulp van een vloeibare legering van gallium- en indiummetalen in gels op waterbasis, vergelijkbaar met gels die worden gebruikt in biologisch onderzoek.

Het vermogen van het apparaat om te functioneren in natte omgevingen, en de biocompatibiliteit van de gels, betekenen dat deze technologie veelbelovend is voor de koppeling van elektronica met biologische systemen - zoals cellen, enzymen of weefsel. "Deze eigenschappen kunnen worden gebruikt voor biologische sensoren of voor medische monitoring, ' zegt Dikkie.

Het apparaat werkt net als de zogenaamde "memristors, " die worden geroemd als een mogelijke geheugentechnologie van de volgende generatie. De afzonderlijke componenten van het "papperige" geheugenapparaat hebben twee toestanden:een die elektriciteit geleidt en een die dat niet doet. Deze twee toestanden kunnen worden gebruikt om de gebruikte enen en nullen weer te geven in binaire taal. De meeste conventionele elektronica gebruikt elektronen om deze enen en nullen in computerchips te creëren. Het papperige geheugenapparaat gebruikt geladen moleculen die ionen worden genoemd om hetzelfde te doen.

In elk van de circuits van het geheugenapparaat, de metaallegering is de elektrode van het circuit en zit aan weerszijden van een geleidend stuk gel. Wanneer de legeringselektrode wordt blootgesteld aan een positieve lading, ontstaat er een geoxideerde huid die het bestand maakt tegen elektriciteit. We noemen dat de 0. Als de elektrode wordt blootgesteld aan een negatieve lading, de geoxideerde huid verdwijnt, en het wordt bevorderlijk voor elektriciteit. We noemen dat de 1.

Normaal gesproken, wanneer een negatieve lading wordt aangebracht op één kant van de elektrode, de positieve lading zou naar de andere kant gaan en een andere geoxideerde huid creëren - wat betekent dat de elektrode altijd weerstand zou bieden. Om dat probleem op te lossen, de onderzoekers "doteerden" een kant van de gelplaat met een polymeer dat de vorming van een stabiele geoxideerde huid voorkomt. Op die manier is één elektrode altijd bevorderlijk - waardoor het apparaat de enen en nullen krijgt die het nodig heeft voor elektronisch geheugen.