ماده ای که مشابه مغز انسان حافظه دارد!

به نقل از تک‌اکسپل، محمد سمیع‌زاده نیکو(Mohammad Samizadeh Nikoo)، دانشجوی دکتری در آزمایشگاه تحقیقاتی الکترونیک قدرت و شکاف قوی(POWERlab) دانشگاه فدرال لوزان، در طول تحقیقات خود در انتقال فاز وانادیم دی‌اکسید(VO2) به کشف تصادفی دست یافت. زمانی که وانادیم دی‌اکسید در وضعیت اتاق قرار می‌گیرد، عایق است و در دمای ۶۸ درجه سانتیگراد از فاز عایق به فاز فلزی در می‌آید و ساختار شبکه‌های آن تغییر می‌کند.

سمیع زاده نیکو می‌گوید: وانادیم دی‌اکسید ویژگی‌های یک حافظه فرار را از خود نشان می‌دهد: این ماده پس از حذف محرک به حالت عایق خود باز می‌گردد. سمیع‌زاده نیکو برای پایان نامه خود، تصمیم گرفت که چقدر طول می‌کشد تا وانادیم دی‌اکسید از حالتی به حالت دیگر منتقل شود. اما این تحقیقات، او را به سوی کشف دیگری هدایت کرد. پس از انجام صدها اندازه گیری، او اثر حافظه را در ساختار این ماده مشاهده کرد.

یک کشف غیرمنتظره

سمیع زاده نیکو در آزمایشات خود جریان الکتریکی را بر نمونه‌های از وانادیم دی‌اکسید اعمال کرد. او توضیح می‌دهد: جریان در سراسر مواد و مسیری را دنبال می‌کنم که از طرف دیگر خارج می‌شود. جریانی که نمونه را گرم می کند، باعث تغییر حالت آن می شود. ماده پس از گذشتن جریان، به حالت اولیه خود.

او سپس یک جریان دوم را روی این ماده اعمال کرد و مشاهده کرد که زمان تغییر حالت آن به طور مستقیم با تاریخچه آن مرتبط است. پروفسور الیسون ماتیولی(Elison Matioli)، رئیس آزمایشگاه تحقیقاتی الکترونیک قدرت و شکاف توضیح توضیح می‌دهد: به نظر می‌رسید وانادیم دی‌اکسید، انتقال فاز اولیه خود را به یاد می‌آورد و مرحله بعدی را پیش‌بینی می‌کند. ما انتظار این نوع اثر را نداشتیم، و این ربطی به حالت‌های الکترونیکی ندارد، بلکه به ساختار مواد مربوط می‌شود. این یک کشف جدید است: هیچ ماده دیگری به این شکل رفتار نمی‌کند.

یادآوری تا سه ساعت

محققان در ادامه دریافتند که وانادیم دی‌اکسید قادر است با آخرین محرک خارجی را تا سه ساعت به خاطر بسپارد. ماتیولی می‌گوید: اثر حافظه در واقع می‌تواند برای چند روز باقی بماند، اما ما در حال حاضر ابزار لازم برای اندازه‌گیری آن را نداریم.

کشف این گروه تحقیقاتی از این جهت مهم است که اثر حافظه‌ای که دارند می‌کنند یک ویژگی ذاتی مربوط به خود ماده است.

مهندسان برای انجام انواع محاسبات بر روی حافظه متکی هستند و موادی که می‌توانند محاسبات را با قدرت و سرعت بیشتری در اندازه کوچکتر بهبود بخشند، مصرف کنند. وانادیم دی‌اکسید هر سه این موارد را شامل می‌شود. علاوه بر این، ساختاری و پیوسته آن، آن را از مواد معمولی که داده‌ها را به عنوان اطلاعات باینری و وابسته به دستکاری حالت‌های الکترونیکی ذخیره می‌کنند، متمایز می‌کند، می‌کند.

محققان برای رسیدن به این نتایج، اندازه‌گیری‌های زیادی انجام شد. این کشف به خوبی در مغز اتفاق می‌افتد را شبیه‌سازی می‌کند، زیرا تغییر می‌کند و درست مانند نورون‌ها عمل می‌کنند.