- El ADN sintético permite arquitecturas precisas a nanoescala para dispositivos de memoria avanzados
- El dispositivo funciona utilizando menos de una décima parte del voltaje estándar.
- La combinación de ADN y perovskita produce canales conductores altamente eficientes
Un equipo de investigación de Penn State ha desarrollado un nuevo tipo de dispositivo de memoria que combina ADN sintético con semiconductores de perovskita para lograr una alta densidad de almacenamiento utilizando muy poca energía.
Un dispositivo conocido como memristor puede recordar la dirección anterior del flujo de corriente incluso después de que se apaga su fuente de alimentación.
Esta capacidad de almacenar y procesar datos en el mismo lugar imita cómo funcionan las neuronas en el cerebro, lo que potencialmente permite un procesamiento de datos más eficiente.
El artículo continúa a continuación.
Cómo funcionan juntos el ADN y las perovskitas en dispositivos
El equipo aplicó nanopartículas de plata a secuencias de ADN sintético personalizadas y las combinó con finas películas de perovskita cristalina.
Este proceso, conocido como dopaje, permite al ADN conducir electricidad y orientar sus unidades de una manera más ágil.
A diferencia del ADN natural, que se comporta como largas y enredadas hebras de espaguetis húmedos, los fragmentos cortos y rígidos de ADN sintético permiten una verdadera precisión arquitectónica a nanoescala.
“Podemos determinar computacionalmente qué secuencias necesitamos y qué longitud deben tener, y luego podemos diseñarlas racionalmente con ADN sintético”, dijo la coautora Neela H. Yennawar.
El ADN y la perovskita juntos forman canales biohíbridos que canalizan el flujo de corriente a través del dispositivo.
Cuando el equipo aplicó menos de 0,1 voltios, en comparación con los 120 voltios de un tomacorriente estándar de EE. UU., los electrones se movieron de manera confiable a través del sistema.
El dispositivo realizaba la misma función de memoria que la tecnología existente, pero consumía sólo una décima parte de la energía, lo que lo hacía mucho más adecuado para la electrónica de bajo consumo.
Funcionó consistentemente a temperaturas de hasta aproximadamente 250°F y se mantuvo estable a temperatura ambiente durante más de seis semanas.
Con estos resultados, supera los estándares de rendimiento de los actuales dispositivos de almacenamiento de memoria basados en perovskita.
“Usar sólo ADN o sólo perovskita no da resultados tan buenos como la combinación”, dice Kavya Keremane.
“Es esta combinación la que permite una densidad de almacenamiento de memoria muy alta que requiere muy poca energía”.
El ADN es el mecanismo de almacenamiento más eficiente de la naturaleza, capaz de almacenar aproximadamente 215 millones de GB de datos por gramo.
“La naturaleza tiene la solución, sólo tenemos que encontrarla y aplicarla”, afirma el investigador Bede Paudel.
“Este trabajo ofrece una idea de lo que es posible integrar el ADN en la electrónica para hacer cosas asombrosas”.
Aplicar esa capacidad a la electrónica puede permitir centros de datos más eficientes, un procesamiento de datos más rápido y la capacidad de procesar datos más complejos.
Los investigadores han presentado una solicitud de patente y planean perfeccionar su método mientras investigan otras aplicaciones electrónicas bioinspiradas.
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