糖心网页版

Hittills har v氓ra hj盲rnor varit unika i att kunna skapa kopplingar d盲r inga kopplingar tidigare fanns. I en vetenskaplig artikel i Advanced Science visar nu forskare vid Link枚pings universitet en transistor som kan skapa en helt ny koppling mellan in- och utsignal. Transistorn har de ocks氓 bygg in i en elektronisk krets som l盲r sig att koppla samman ett visst stimuli med en utsignal p氓 samma vis som en hund l盲r sig att skrammel med matsk氓len betyder mat och b枚rjar dregla.

F枚r盲ndrar sig sj盲lv

En vanlig transistor fungerar som en ventil som f枚rst盲rker eller f枚rminskar utsignalen, beroende p氓 hur insignalen ser ut. I den organiska elektrokemiska transistor som forskarna har tagit fram formas sj盲lva kanalen i transistorn av en elektropolymeriserad ledande polymer. Kanalen kan formas, den kan v盲xa eller krympa, och 盲ven tas bort helt under g氓ng. Den kan ocks氓 tr盲nas att reagera p氓 ett visst stimuli, en viss insignal, s氓 att transistorkanalen leder allt b盲ttre och utsignalen blir allt st枚rre.

鈥� Det 盲r f枚rsta g氓ngen n氓gon har kunnat visa f枚r盲ndringsbarhet i en elektronisk komponent i realtid i ett system som ska efterlikna hur hj盲rnan fungerar, s盲ger Simone Fabiano, forskningsledare inom organisk nanoelektronik vid Laboratoriet f枚r organisk elektronik, Campus Norrk枚ping.

Efterliknar hj盲rnceller

F枚r盲ndringarna sker genom att 枚ka polymeriseringen av materialet i transistorkanalen, fler och fler polymerkedjor skapas som leder signalen, eller s氓 枚veroxideras materialet (en h枚g sp盲nning l盲ggs p氓) s氓 att kanalen blockeras. Gradvisa f枚r盲ndringar av ledningsf枚rm氓gan kan ocks氓 g枚ras genom att f枚r盲ndra dopningen av materialet.

鈥� Vi har visat att vi kan skapa b氓de kortvariga och permanenta f枚r盲ndringar i hur transistorn processar information, n氓got som 盲r n枚dv盲ndigt om vi vill efterlikna det s盲tt som hj盲rnceller kommunicerar med varandra, s盲ger Jennifer Gerasimov, postdoktor inom organisk nanoelektronik och en av artikelns f枚rfattare.

Genom att 盲ndra ing氓ngssignalen kan styrkan i transistorns reaktion moduleras inom ett stort spann och kopplingar kan skapas d盲r inga kopplingar tidigare fanns. Det ger ett beteende som 盲r j盲mf枚rbart med synapsernas eller med kommunikationen mellan tv氓 hj盲rnceller.

H氓rdvara f枚r maskininl盲rning

Detta inneb盲r 盲ven ett stort steg fram氓t inom maskininl盲rning med organisk elektronik. Inom maskininl盲rning anv盲nds i dag mjukvarubaserade neurala n盲tverk f枚r det som ocks氓 kallas djupinl盲rning. Mjukvaran ser till att signalerna skickas mellan ett stort antal noder f枚r att simulera en enda synaps, n氓got som kr盲ver stor ber盲kningskraft och d盲rmed ocks氓 Jennifer Gerasimov och Simone Fabiano Foto Thor Balkhedenergi.

鈥� Vi har tagit fram en h氓rdvara som g枚r samma sak med en enda elektronisk komponent, konstaterar Jennifer Gerasimov.

鈥� V氓r organiska elektrokemiska transistor kan d盲rf枚r utf枚ra tusentals vanliga transistorers jobb med en energi氓tg氓ng som n盲rmar sig den energi som g氓r 氓t n盲r en m盲nsklig hj盲rna skickar signaler mellan tv氓 celler, intygar Simone Fabiano.

Nyframtagen monomer

F枚r transistorkanalen anv盲nds inte den i s盲rklass vanligaste polymeren inom den organiska elektroniken, PEDOT. Ist盲llet anv盲nds en polymer av en nyligen utvecklad monomer, ETE-S, framtagen av Roger Gabrielsson, 盲ven han verksam vid Laboratoriet f枚r organisk elektronik och medf枚rfattare till artikeln.

ETE-S har flera unika egenskaper som g枚r den perfekt f枚r den h盲r applikationen. Den formar lagom l氓nga polymerkedjor, den 盲r vattenl枚slig som monomer, men inte som polymer, och den producerar polymerer med en l盲mplig niv氓 av dopning. Polymeren PETE-S produceras negativt laddad f枚r att balansera de positiva laddningsb盲rarna (den 盲r p-dopad).

Forskningen har finansierats med medel fr氓n bland andra Knut och Alice Wallenbergs stiftelse, Vinnova, Vetenskapsr氓det och Stiftelsen Strategisk Forskning.

, Jennifer Y Gerasimov, Roger Gabrielsson, Robert Forchheimer, Eleni Stavrinidou, Daniel T Simon, Magnus Berggren and Simone Fabiano, Link枚ping University, Advanced Science 2018. DOI 10.1002/advs.201801339