ДНК превратили в память с потреблением ниже 0,1 В

Учёные из Униситета штата Пенсильвании показали биогибридную ячейку памяти, в которой синтетическая ДНК работает вместе с перовскитом. Такой элемент включается при напряжении ниже 0,1 вольта и потребляет примерно в десять раз меньше энергии, чем сопоставимые устройства.

Потенциал у ДНК для хранения данных давно известен: один грамм материала может вместить около 215 миллионов гигабайт. Проблема была в другом — биологические структуры и полупроводниковые материалы плохо совмещаются в реальных электронных компонентах.

Как устроено устройство

Команда получила мемристор — резистор с памятью, который сохраняет информацию о направлении тока даже после отключения питания. Такие элементы интересны тем, что могут хранить и обрабатывать данные в одной точке, по принципу, близкому к работе нейрона.

Чтобы сделать ДНК проводящей, исследователи добавили в её слой наночастицы серебра. Это решило сразу две задачи:

• •открыло путь для прохождения электричества;
• •выровняло молекулярные звенья в структуре.

Природная ДНК для такой схемы не подошла: длинные перепутанные нити трудно укладывать с высокой точностью. Вместо неё использовали короткие и жёсткие синтетические фрагменты, которые можно позиционировать на предельно малых масштабах. На границе между ДНК, легированной серебром, и перовскитом сформировались биогибридные проводящие дорожки.

Что показали испытания

Электроны в устройстве стабильно проходили при напряжении меньше 0,1 вольта. Для сравнения, стандартное напряжение в розетке США составляет 120 вольт.

Также авторы сообщили о двух важных показателях устойчивости:

• •стабильная работа при температурах, близких к 120 °C;