液态金属RAM是迈向无形计算的第一步
存储系统是电子设备的关键部分,但由于固有的刚性限制,当前的方法很难创建灵活的存储器。
北京清华大学的研究人员开发了一种完全柔性的电阻式随机存取存储器设备,称为FlexRAM,它使用镓基液态金属(GLM)来写入数据,这一突破让人想起《终结者2》中的T-1000。并读取数据。
这种新型液态金属RAM几乎可以承受任何变形,它利用可逆电化学氧化来调节目标液态金属的整体电导率。该研究发表在《先进材料》杂志上,详细介绍了GLM液滴如何在模拟神经元超极化和去极化的溶液环境中经历氧化和还原机制。这种独特的工艺允许写入1和0,低电压氧化液态金属以表示“1”,而反向电压则使金属返回到低电阻状态“0”。
IEEESpectrum报告称,为了演示FlexRAM的功能,该团队通过软件和硬件设置将一串字母和数字编码到由8个FlexRAM存储单元组成的阵列上。这个数组相当于1字节的数据信息。使用脉宽调制将计算机的数字信号转换为模拟信号,以精确控制液态金属的氧化和还原。
GLM液滴被包裹在Ecoflex(一种可拉伸的生物聚合物)中。研究人员使用3D打印机制作Ecoflex模具,并将GLM液滴和聚醋酸乙烯酯水凝胶溶液分别注入模具的空腔中。此过程增加了器件的电阻比并防止溶液泄漏。
目前的原型是易失性存储器,但即使在电源关闭时也能保留数据长达12小时。这一特性与其超过3,500个操作周期的稳定性能相结合,表明FlexRAM可以开发成不同形式的存储器。
即使在100%拉伸、180°弯曲和360°扭曲等极端变形下,液态金属RAM也表现出令人印象深刻的稳定性。这种弹性暗示着它在未来软智能机器人、脑机接口系统和可穿戴/植入电子产品中的应用具有令人兴奋的可能性。
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