Cientistas identificam um composto que é capaz de lembrar estímulos como nosso celebro
Ele não está vivo, e não tem estruturas que se aproximem da complexidade do cérebro, mas um composto chamado dióxido de vanádio é capaz de “lembrar” estímulos externos anteriores, descobriram pesquisadores.
Esta é a primeira vez que essa habilidade é identificada em um material; mas pode não ser a última. A descoberta tem algumas implicações bastante intrigantes para o desenvolvimento de dispositivos eletrônicos, em particular o processamento e o armazenamento de dados.
A pesquisa foi publicada na Nature Electronics.
“Aqui relatamos estados estruturais de longa duração acessíveis eletronicamente em dióxido de vanádio que podem fornecer um esquema para armazenamento e processamento de dados. Esses dispositivos funcionais semelhantes a vidro poderiam superar a eletrônica convencional de óxido de metal-semicondutor em termos de velocidade, consumo de energia e miniaturização, bem como fornecer uma rota para a computação neuromórfica e memórias multinível.“
Escrevem uma equipe de pesquisadores liderada pelo engenheiro eletricista Mohammad Samizadeh Nikoo, da École Polytechnique Fédérale de Lausanne, na Suíça, em seu artigo.
Entendendo o Dióxido de vanádio (VO)2)
Dióxido de vanádio (VO)2) é um material que recentemente foi flutuado como uma alternativa, ou complemento, ao silício como base para dispositivos eletrônicos, devido ao seu potencial de superar este último material como um semicondutor.
Uma das propriedades mais intrigantes do VO2 é que, abaixo de 68 graus Celsius (154,4 graus Fahrenheit), ele se comporta como um isolador – mas acima dessa temperatura crítica, ele muda abruptamente para um metal, com boa condutividade, uma mudança conhecida como transição metal-isolador.
A Pesquisa
Foi apenas recentemente, em 2018, que os cientistas descobriram o porquê: à medida que a temperatura sobe, a forma como os átomos se organizam em seu padrão de rede muda.
Quando a temperatura cai de volta, o material volta ao seu estado isolante original. Samizadeh Nikoo originalmente começou a investigar quanto tempo vo2 leva para a transição de isolador para metal, e vice-versa, tomando medidas como ele acionou o interruptor.
Foram essas medidas que revelaram algo muito peculiar. Embora tenha voltado ao mesmo estado inicial, o VO2 se comportou como se se lembrasse da atividade recente.
Os experimentos envolveram a introdução de uma corrente elétrica no material, que tomou um caminho preciso de um lado para o outro. Esta corrente aqueceu o VO2, fazendo com que ele mude seu estado – o já mencionado rearranjo da estrutura atômica. Quando a corrente foi removida, a estrutura atômica relaxou novamente. Quando a corrente foi reaplicada, as coisas ficaram interessantes.
Explicando o armazenamento de estímulos
O trabalho da equipe revelou que vo2 armazenado algum tipo de informação sobre a corrente mais recente aplicada por pelo menos três horas. Poderia, de fato, ser significativamente mais longo, mas o fato que atualmente não existe um instrumentos para medir tal informação.
O interruptor é reminiscência do comportamento dos neurônios em um cérebro, que servem tanto como uma unidade de memória e processador. Descrito como tecnologia neuromórfica, a computação baseada em um sistema semelhante poderia ter uma vantagem real sobre chips clássicos e placas de circuito.
Porque esta propriedade dupla é inata ao material, VO2 parece marcar todas as caixas de lista de desejos para dispositivos de memória: potencial para alta capacidade, alta velocidade e escalabilidade. Além disso, suas propriedades lhe dão uma vantagem sobre dispositivos de memória que codificam dados em um formato binário controlado por estados elétricos.
“Temos relatado dinâmicas semelhantes a vidro em VO2 que podem ser animados em escalas de tempo sub-nanossegundos e monitorados por várias ordens de magnitudes no tempo, de microsegundos a horas. Nossos dispositivos funcionais podem, assim, potencialmente atender às demandas contínuas da eletrônica em termos de redução, operação rápida e diminuição do nível de oferta de tensão.”
escrevem os pesquisadores
Fonte: Texto adaptado do original em ScienceAlert.
