Ett team av forskare vid Sorbonne Université har utvecklat ett sätt att visa 2D nanofluidkanaler som utför olinjära ledningsfunktioner som minneseffekttransistorer, med hjälp av teori och simuleringar. I deras papper publicerad i tidskriften Vetenskap , gruppen beskriver sitt arbete med vattenhaltiga elektrolyter inneslutna i ett tvådimensionellt gap mellan grafitskikten och vad de lärde sig av det. Yaqi Hou och Xu Hou med Xiamen University har publicerat ett Perspective-stycke i samma tidskriftsnummer som beskriver arbetet som är involverat i att replikera hur neuroner kommunicerar med hjälp av jon- och neurotransmittorledning, och det arbete som gjorts av teamet i Frankrike.

Som Hou och Hou noterar, datorkomponenter kommunicerar med varandra med hjälp av elektrisk ledning, vilket är ett system som leder till intensiv energiförbrukning i stora system. De noterar också att när de letar efter ett mer effektivt tillvägagångssätt, datavetare har studerat hur biologiska system kommunicerar - framför allt, neuroner i den mänskliga hjärnan. Därvid, de har noterat att dessa kommunikationer är baserade på joner och kemikalier som rör sig genom vattenhaltiga lösningar. För detta ändamål, en del arbete har gjorts av olika grupper för att ta reda på om datorer skulle kunna använda liknande kanalsystem. I denna nya ansträngning, forskarna utvecklade teorier om hur sådana kanaler kan fungera i ett 2D-system begränsat mellan två plan - i deras fall, lager av grafit — och körde sedan simuleringar för att visa att deras tillvägagångssätt kan fungera i ett riktigt datorsystem.

Forskarna noterar att framsteg inom nanofluider har möjliggjort skapandet av vattenhaltiga lösningar gjorda av enkla lager av molekyler. Sådana elektrolyter, de noterar, har antytt möjligheten att de kan användas som transportmedel för jon, liknande det som ses i mänskliga neurologiska nätverk. För att skapa ett sådant system, forskarna utvecklade flera teorier för att förutsäga beteendet och effekterna av ett sådant scenario i ett väldefinierat system; vattenhaltiga elektrolyter som transporterar information över små, 2D-slitsar i grafitlager när de utsätts för ett elektriskt fält. Därvid, de upptäckte att om det gjordes på ett visst sätt, jonerna skulle bilda kluster som uppvisar hysteretisk ledning, en indikation på att systemet skulle kunna användas för att skapa en artificiell neuron. Forskarna skapade sedan en simulering av sina idéer för att visa deras genomförbarhet.

© 2021 Science X Network