Исследователи из Университета штата Северная Каролина (США) изобрели новый «мягкий» компонент электронной схемы из жидких металлов и гидрогелей.

Квазижидкие диоды и мемристоры, построенные на основе этой технологии, как ожидается, будут лучше традиционной электроники взаимодействовать с мокрыми и мягкими средами — например, с человеческим мозгом.

Электроды устройства сделаны из сплава галлия (75%) и индия (25%). При комнатной температуре сплав находится в жидком состоянии и обладает высокой проводимостью.

Электроды помещены в пластиковый корпус. Между ними зажаты две плёнки из агарозы — гидрогеля, широко используемого в биохимии. 90% его массы составляет вода.

Каждая плёнка легирована электролитами: одна содержит полиакриловую кислоту (ПАК), а вторая — полиэтиленимин, играющий роль базы.

Рис. 1. Прекрасный кандидат на участие в искусственных нейронных сетях будущего (иллюстрация авторов исследования).

Сопротивление устройства можно менять путём подачи напряжения. В области контакта между электродами и агарозой естественным образом появляется тонкое резистивное покрытие из оксида галлия. Высокий уровень рН базы подавляет его образование со своей стороны. А на ПАК-электроде подача напряжения меняет толщину окисла: отрицательное напряжение делает оксид тоньше и снижает сопротивление устройства, а положительное всё делает наоборот. Переключаясь тем самым между проводящим и непроводящим состоянием, можно увеличивать и уменьшать ток.

Поскольку устройство сохраняет память о своём сопротивлении при выключенном токе, оно действует как мемристор. В ходе лабораторных испытаний память могла продержаться в течение трёх часов.

Результаты исследования были представлены на конференции Общества материаловедческих исследований США.