De flesta av oss känner till pektin som en viktig ingrediens för att göra läckra geléer och sylt, inte som en komponent för en komplex hybridanordning som länkar biologiska och elektroniska system. Men ett team av italienska forskare har byggt på tidigare arbete inom detta område med hjälp av pektin med en hög grad av metylering som medium för att skapa en ny arkitektur av hybridanordning med en dubbelskiktad polyelektrolyt som ensam driver memristivt beteende.
En memristiv enhet kan ses som en synapsanalog, en enhet som har ett minne. Enkelt uttryckt, dess beteende under ett visst ögonblick beror på dess tidigare aktivitet, liknande det sätt på vilket information i den mänskliga hjärnan överförs från en neuron till en annan.
I en artikel som publicerades i veckan i AIP Advances , teamet förklarar skapandet av hybridanordningen. "I denna forskning, vi använde material som vanligtvis används inom läkemedels- och livsmedelsindustrin i våra elektrokemiska apparater, sa Angelica Cifarelli, doktorand vid University of Parma i Italien. "Idén med att använda" buffert "-förmågan hos dessa biokompatibla material som fast polyelektrolyt är helt innovativ och vårt arbete är första gången som dessa biopolymerer har använts i enheter baserade på organiska polymerer och i en memristiv enhet."
Memristors kan tillhandahålla en brygga för gränssnitt mellan elektroniska kretsar och nervsystem, flyttar oss närmare förverkligandet av ett dubbellagers perceptron, ett element som kan utföra klassificeringsfunktioner efter ett lämpligt inlärningsförfarande. Den största svårigheten som forskargruppen stod inför var att förstå det komplexa elektrokemiska samspelet som ligger till grund för det memristiva beteendet, vilket skulle ge dem möjlighet att kontrollera det. Teamet tog itu med denna utmaning genom att använda kommersiella polymerer, och modifiera deras elektrokemiska egenskaper på makroskopisk nivå. Det mest överraskande resultatet var att det var möjligt att kontrollera enhetens elektrokemiska svar genom att ändra formuleringen av geler som fungerar som polyelektrolyter, möjliggör studier av de joniska utbyten som rör det biologiska objektet, som aktiverar den elektrokemiska responsen hos den ledande polymeren.
"Vår utveckling öppnar vägen för att göra kompatibla polyanilinbaserade enheter med ett gränssnitt som ska vara naturligt, biologiskt och elektrokemiskt kompatibel och funktionell, "sa Cifarelli. Nästa steg är att koppla ihop memristornätverket med andra levande varelser, till exempel, växter och i slutändan förverkligandet av hybridsystem som kan "lära sig" och utföra logik/klassificeringsfunktioner.
