ДНК перетворили на елемент комп’ютерної пам’яті, який споживає у 100 разів менше енергії
ДНК може бути корисною не лише як носій генетичної інформації. Дослідники Penn State створили біогібридний електронний пристрій пам’яті, у якому синтетична ДНК працює разом із наночастинками срібла та перовскітним напівпровідником. За оцінкою команди, пристрій потребував приблизно у 100 разів менше енергії, ніж традиційні елементи аналогічного типу.
Мова йде про мемристивну пам’ять — систему, електричний опір якої залежить від попереднього стану. Такі елементи цікаві для нейроморфних обчислень, тому що можуть одночасно зберігати інформацію й брати участь у її обробці.
Чому в електроніці знадобилася ДНК
Синтетична ДНК у цьому випадку виконує роль нанорозмірного організатора. Її молекулярна структура допомагає розташовувати срібні наночастинки у контрольованій конфігурації та впливає на транспорт заряду.
Перовскітний шар додає ще одну функціональну властивість — змінює провідність під дією електричного поля. Разом компоненти формують біогібридну систему, де стан можна перемикати дуже малими енергетичними імпульсами.
Це особливо важливо для штучного інтелекту. Сучасні обчислення витрачають багато енергії на постійне переміщення даних між процесором і пам’яттю. Мемристивні елементи намагаються скоротити цю відстань і робити частину операцій там само, де зберігається інформація.
Чому енергоспоживання стало головною проблемою
Великі нейромережі потребують дедалі більше електроенергії, а масштабування кремнієвих транзисторів наближається до фізичних меж. Тому інженери шукають нові матеріали, які можуть працювати при нижчих напругах і зберігати стан без постійного живлення.
Біогібридний підхід привабливий тим, що ДНК можна синтезувати з точно заданою послідовністю та довжиною. Це відкриває можливість молекулярного програмування структури електронних елементів.
Поки йдеться про лабораторний прототип. Щоб технологія стала основою реальних чипів, потрібно довести стабільність при мільярдах циклів, сумісність із промисловим виробництвом і довговічність при різних температурах.
Але сам принцип уже демонструє незвичайний напрям: біологічна молекула може стати не лише об’єктом для зберігання генетичного коду, а частиною електронної пам’яті нового покоління.
