Migliorare i dispositivi neuromorfi

Stabilito un metodo efficace per controllare la velocità di risposta dei dispositivi neuromorfi con l'aggiunta di un polimero conduttore di ioni.

“Neuromorfo” si riferisce all'imitazione del comportamento delle cellule neuronali cerebrali. Quando si parla di computer neuromorfi, si parla di far pensare e elaborare i computer più come i cervelli umani che operano ad alta velocità con un basso consumo di energia.

Nonostante l'interesse crescente nei dispositivi neuromorfi a base di polimeri, i ricercatori devono ancora stabilire un metodo efficace per controllare la velocità di risposta dei dispositivi. I ricercatori della Tohoku University e dell'Università di Cambridge, tuttavia, hanno superato questo ostacolo mescolando i polimeri PSS-Na e PEDOT: PSS, scoprendo che l'aggiunta di un polimero conduttore di ioni migliora i tempi di risposta del dispositivo neuromorfo.

I polimeri sono materiali composti da lunghe catene molecolari e svolgono un aspetto fondamentale nella vita moderna dalla gomma degli pneumatici, alle bottiglie d'acqua, al polistirolo. Mescolando i polimeri insieme si ottiene la creazione di nuovi materiali con le loro distinte proprietà fisiche.

La maggior parte degli studi sui dispositivi neuromorfi basati sul polimero si concentra esclusivamente sull'applicazione di PEDOT: PSS, un conduttore misto che trasporta sia elettroni che ioni.

PSS-Na, d'altra parte, trasporta solo ioni. Miscelando questi due polimeri, i ricercatori hanno potuto migliorare la diffusività ionica nello strato attivo del dispositivo. Le loro misurazioni hanno confermato un aumento dei tempi di risposta del dispositivo, raggiungendo un cortocircuito di 5 volte al massimo.

I risultati, pubblicati su ACS Pubblications (1) hanno anche dimostrato quanto i tempi di risposta siano strettamente correlati alla diffusività degli ioni nello strato attivo.

«Il nostro studio apre la strada a una comprensione più profonda dietro la scienza della conduzione dei polimeri», spiega il co-autore Shunsuke Yamamoto del Dipartimento di ingegneria biomolecolare presso la Graduate School of Engineering della Tohoku University. «Andando avanti, si potrebbero creare reti neurali artificiali composte da più dispositivi neuromorfi», aggiunge.

Riferimenti:

(1) Controlling the Neuromorphic Behavior of Organic Electrochemical Transistors by Blending Mixed and Ion Conductors

Descrizione foto: Fotografia di un dispositivo neuromorfo utilizzato in questo studio. - Credit: Shunsuke Yamamoto.

Autore traduzione riassuntiva e adattamento linguistico: Edoardo Capuano / Articolo originale: Ion Conducting Polymer Crucial to Improving Neuromorphic Devices