Avete presente la Legge di Moore? In pratica, ogni 18 mesi la complessità di un microcircuito raddoppia. E in effetti non è sbagliata come osservazione. Ad oggi però i transistor costruiti su plastica flessibile sono finora difficili da realizzare, e quindi da evolvere in maniera esponenziale. A meno che non siano FlexRAM.
I ricercatori dell’Università Tsinghua di Pechino hanno presentato un dispositivo di memoria resistivo ad accesso casuale completamente flessibile, noto come FlexRAM, con un approccio innovativo: quello del metallo liquido.
FlexRAM, la memoria del futuro è liquida
Nella ricerca descritta sulla rivista Advanced Materials, l’approccio utilizzato dai ricercatori cinesi coinvolge l’uso di metallo liquido a base di gallio per il processo di scrittura e lettura dei dati di FlexRAM.
Il principio di FlexRAM coinvolge goccioline di metallo liquido a base di gallio incapsulate in un biopolimero estensibile chiamato Ecoflex. Questo materiale è stato stampato in stampi Ecoflex usando una stampante 3D, creando un dispositivo flessibile e robusto.
Questa innovazione offre una base teorica e un percorso tecnico per il futuro sviluppo di robot intelligenti, sistemi di interfaccia cervello-macchina e dispositivi elettronici indossabili o impiantabili.
Come funziona il meccanismo
Ma torniamo al nostro gallio. Questo metallo liquido subisce meccanismi di ossidazione e riduzione in un ambiente di soluzione, imitando il funzionamento della propria componentistica nell‘iperpolarizzazione e depolarizzazione.
Le tensioni di polarizzazione positive e negative definiscono la scrittura delle informazioni “1” e “0”. Attraverso l’ossidazione e la riduzione del metallo liquido a bassa tensione, FlexRAM archivia e cancella i dati in modo reversibile.
Questa soluzione liquida offre quindi un’alternativa interessante per la creazione di memorie flessibili. Anche perché, per dimostrare le capacità di lettura e scrittura, i ricercatori hanno integrato FlexRAM in una configurazione software e hardware, codificando e decodificando con successo una stringa di informazioni.
Il risultato è prima di tutto nella persistenza dei dati nella FlexRAM, anche quando l’alimentazione è spenta e si trova in un ambiente con basso o assente ossigeno.
Riporta IEEE Spectrum, il prototipo è infatti in grado di conservare i dati fino a 43.200 secondi in assenza di ossigeno. E presenta un utilizzo ripetibile per oltre 3.500 cicli operativi e rappresenta una svolta significativa nelle concezioni tradizionali di memoria flessibile.
Le applicazioni possibili di FlexRAM
Il professore Jing Liu dell’Università di Tsinghua sottolinea che, anche se l’attuale prototipo è una memoria volatile, il principio di base consente lo sviluppo di diverse forme di memoria.
Le potenziali applicazioni di FlexRAM spaziano dall’incorporazione in interi sistemi informatici a base liquida fino all’utilizzo come dispositivo logico. La scala dimensionale dei dispositivi FlexRAM può variare ampiamente, da goccioline millimetriche a nanometriche, influenzando la sensibilità della risposta della memoria.
Questo lavoro pionieristico apre la strada alla creazione di circuiti simili al cervello, prospettiva proposta da ricercatori come Stuart Parkin dell’IBM oltre dieci anni fa. Il futuro sviluppo di FlexRAM potrebbe portare a progressi significativi nella robotica morbida, nei sistemi di interfaccia cervello-macchina e nell’elettronica indossabile o impiantabile.
Se vuoi saperne di più sull’argomento, ti suggeriamo la lettura del paper pubblicato su Advanced Materials:
- Ruizhi Yuan, Yingjie Cao, Xiyu Zhu, Xiaohui Shan, Bo Wang, Hongzhang Wang, Sen Chen, Jing Liu, Liquid Metal Memory, Advanced Materials, (2024), DOI: 10.1002/adma.202309182
