La maggior parte di noi conosce la pectina come ingrediente chiave per preparare deliziose gelatine e marmellate, non come componente di un complesso dispositivo ibrido che collega sistemi biologici ed elettronici. Ma un team di scienziati italiani si è basato su lavori precedenti in questo campo utilizzando la pectina con un alto grado di metilazione come mezzo per creare una nuova architettura di dispositivo ibrido con un polielettrolita a doppio strato che da solo guida il comportamento memristivo.
Un dispositivo memristivo può essere pensato come un analogo della sinapsi, un dispositivo che ha una memoria. Semplicemente dichiarato, il suo comportamento in un determinato momento dipende dalla sua attività precedente, simile al modo in cui le informazioni nel cervello umano vengono trasmesse da un neurone all'altro.
In un articolo pubblicato questa settimana in I progressi dell'AIP , il team spiega la creazione del dispositivo ibrido. "In questa ricerca, abbiamo applicato nei nostri dispositivi elettrochimici materiali generalmente utilizzati nell'industria farmaceutica e alimentare, " disse Angelica Cifarelli, un dottorando presso l'Università di Parma in Italia. "L'idea di utilizzare la capacità di 'tamponamento' di questi materiali biocompatibili come polielettrolita solido è completamente innovativa e il nostro lavoro è la prima volta che questi biopolimeri sono stati utilizzati in dispositivi basati su polimeri organici e in un dispositivo memristivo".
I memristori possono fornire un ponte per interfacciare i circuiti elettronici con i sistemi nervosi, avvicinandoci alla realizzazione di un perceptron a doppio strato, un elemento in grado di svolgere funzioni di classificazione dopo un'opportuna procedura di apprendimento. La principale difficoltà che il team di ricerca ha dovuto affrontare è stata la comprensione della complessa interazione elettrochimica che è alla base del comportamento memristivo, che darebbe loro i mezzi per controllarlo. Il team ha affrontato questa sfida utilizzando polimeri commerciali, e modificando le loro proprietà elettrochimiche a livello macroscopico. Il risultato più sorprendente è stato che è stato possibile controllare la risposta elettrochimica del dispositivo modificando la formulazione dei gel che agiscono come polielettroliti, permettendo lo studio degli scambi ionici relativi all'oggetto biologico, che attiva la risposta elettrochimica del polimero conduttivo.
"I nostri sviluppi aprono la strada alla creazione di dispositivi compatibili basati su polianilina con un'interfaccia che dovrebbe essere naturalmente, biologicamente ed elettrochimicamente compatibile e funzionale, " ha detto Cifarelli. I prossimi passi sono interfacciare la rete memristor con altri esseri viventi, Per esempio, impianti ed infine la realizzazione di sistemi ibridi in grado di "apprendere" ed eseguire funzioni logico/classificative.
