Una scoperta rivoluzionaria presso l'Università di Limerick in Irlanda ha rivelato per la prima volta che è possibile ottenere un calcolo non convenzionale simile al cervello anche sulla minuscola scala di atomi e molecole.
I ricercatori del Bernal Institute dell'Università di Limerick hanno lavorato con un team internazionale di scienziati. L'obiettivo? Creare un nuovo tipo di materiale organico capace di "apprendere" dal suo comportamento passato.
Lo chiamano "interruttore molecolare dinamico", e ne descrivono scoperta e caratteristiche in un nuovo studio sulla rivista internazionale Nature Materials.
Lo studio
Il team multinazionale guidato da Damien Thompson, Christian Nijhuis ed Enrique del Barco ha sviluppato uno strato di molecole spesso due nanometri (50.000 volte più sottile di una ciocca di capelli) che "ricorda" la sua storia mentre gli elettroni lo attraversano.
"i valori degli stati on/off cambiano continuamente in questo materiale," spiega il professor Thompson. "Il che fornisce una nuova alternativa dirompente agli interruttori digitali convenzionali basati su silicio, che possono essere solo accesi o spenti".
L'interruttore organico dinamico può emulare, in sostanza, il comportamento sinaptico simile al cervello di "chiamata e risposta" pavloviana.
Calcolo come nel cervello
Per emulare il comportamento dinamico delle sinapsi a livello molecolare, i ricercatori hanno combinato un rapido trasferimento di elettroni (simile ai rapidi processi di depolarizzazione in biologia) con un lento accoppiamento protonico limitato dalla diffusione (simile al ruolo dei neurotrasmettitori).
"La comunità sa da tempo che la tecnologia del silicio funziona in modo completamente diverso da come funziona il nostro cervello," dicono i ricercatori.
Per questo abbiamo usato nuovi tipi di materiali elettronici basati su molecole 'morbide' per emulare reti informatiche simili al cervello.
Le possibili applicazioni
Questa vera e propria svolta apre una gamma completamente nuova di sistemi adattivi e riconfigurabili, creando nuove opportunità nella chimica sostenibile e verde, dalla produzione chimica di flusso più efficiente di prodotti farmaceutici e altri prodotti chimici a valore aggiunto allo sviluppo di nuovi materiali organici per l'elaborazione e la memoria ad alta densità dei grandi data center.
In altri termini, apre la strada ad una computazione più sostenibile.
"Questo è solo l'inizio," spiega Thompson. "Siamo già impegnati nell'espansione di questa nuova generazione di materiali molecolari intelligenti, che consentirà lo sviluppo di tecnologie alternative sostenibili per affrontare grandi sfide in materia di energia, ambiente e salute".
