Naukowcy z Uniwersytetu Pensylwanii opracowali hybrydowe urządzenie pamięci oparte na syntetycznym DNA i półprzewodniku perowskitowym. Nowa technologia pozwala na przechowywanie i przetwarzanie informacji w jednym miejscu, zużywając przy tym 100 razy mniej energii niż tradycyjne rozwiązania, takie jak pamięci flash.
Kluczem do sukcesu są krótkie, sztywne sekwencje syntetycznego DNA, specjalnie zaprojektowane do potrzeb elektronicznych. Są one „domieszkowane” nanocząsteczkami srebra, dzięki czemu DNA zaczyna przewodzić prąd i układa się w uporządkowaną strukturę. Następnie warstwę tę integruje się z cienkimi warstwami krystalicznego perowskitu — materiału już stosowanego w ogniwach słonecznych i laserach.
Powstały memrystor zachowuje informacje nawet po odłączeniu zasilania i pracuje przy napięciu mniejszym niż 0,1 wolt. Urządzenie stabilnie funkcjonuje w temperaturach do 250 stopni Fahrenheita i pozostaje sprawne w temperaturze pokojowej przez ponad sześć tygodni — znacznie dłużej niż istniejące odpowiedniki oparte na perowskicie.
„Zazwyczaj przechowywanie większej ilości danych wymaga więcej energii — zauważa współautor badania Bed Poudel. — Nasze urządzenie zużywa 100 razy mniej energii, a pojemność pamięci jest przy tym wyższa niż w tradycyjnych nośnikach”.
Połączenie DNA i perowskitu okazało się znacznie skuteczniejsze niż każdy z tych materiałów z osobna. Według Kavyi Keramane otwiera to drogę do tworzenia systemów neuromorficznych, które przetwarzają dane podobnie jak neurony w mózgu i mogą znacząco obniżyć zużycie energii w przyszłych obliczeniach AI.
Praca została opublikowana w czasopiśmie Advanced Functional Materials i jest chroniona zgłoszeniem patentowym. Badania wsparły Narodowa Fundacja Nauki USA, Narodowe Instytuty Zdrowia oraz uniwersytety w Pensylwanii i Minnesocie. Jak wpłynie to na projektowanie centrów danych następnej generacji?
