Des chercheurs transforment l’ADN en dispositif de mémoire consommant 100 fois moins d’énergie
Des chercheurs de l’université Penn State ont développé une nouvelle approche pour intégrer l’ADN biologique dans des dispositifs électroniques, permettant ainsi de créer une mémoire qui consomme 100 fois moins d’énergie que les dispositifs traditionnels. Cette innovation pourrait révolutionner le stockage de données, en rendant les centres de données plus efficaces et les systèmes de traitement de l’information plus rapides.
L’ADN, qui sert de plan génétique pour tous les organismes vivants, est également un moyen de stockage d’informations extrêmement dense, capable de contenir environ 215 millions de gigaoctets par gramme. Cependant, le défi a été de faire fonctionner efficacement l’ADN biologique avec des matériaux électroniques. Les chercheurs ont publié leurs travaux dans la revue Advanced Functional Materials, qui sont également soumis à une demande de brevet.
Le dispositif repose sur deux composants clés : de l’ADN synthétique, fabriqué à partir de molécules chimiquement conçues, et du pérovskite cristallin, un semi-conducteur utilisé dans diverses technologies, y compris les cellules solaires et les dispositifs de stockage de données.
Kavya S. Keremane, co-auteur principal de l’étude, a déclaré que « l’intégration de l’ADN et de l’électronique nécessitait le développement d’une nouvelle plateforme matérielle permettant à ces deux domaines de fonctionner ensemble ». En combinant les capacités de stockage de l’ADN et les propriétés électroniques du pérovskite, l’équipe a créé un système bio-hybride qui change fondamentalement la conception des dispositifs de mémoire à faible consommation d’énergie.
Les chercheurs ont conçu un « memristor », un type de résistor capable de conserver des informations même après la coupure de l’alimentation électrique. Ce type de dispositif peut stocker et traiter des informations de manière similaire aux neurones du cerveau, ce qui pourrait permettre des formes de traitement de données plus sophistiquées.
Bed Poudel, co-auteur et professeur de recherche en science des matériaux, a souligné que l’augmentation de la demande pour l’intelligence artificielle nécessite de nouvelles stratégies pour des dispositifs de stockage à faible consommation d’énergie. Il a ajouté que le nouveau système pourrait être particulièrement attractif pour l’électronique future, capable de gérer des quantités massives d’informations avec des exigences énergétiques réduites.
Les chercheurs ont également noté que l’ajout de nanoparticules d’argent à l’ADN synthétique a permis à ce dernier de conduire l’électricité, tout en améliorant l’organisation moléculaire. Cette technique, connue sous le nom de « dopage », a permis d’optimiser les propriétés électriques du dispositif.
Les résultats montrent que le nouveau système peut fonctionner de manière stable à des températures atteignant 250 degrés Fahrenheit et peut rester fonctionnel pendant plus de six semaines à température ambiante, dépassant les normes de performance des dispositifs de stockage à base de pérovskite existants.
Cette recherche a été soutenue par la National Science Foundation des États-Unis, les National Institutes of Health, Penn State et l’Université du Minnesota.
Source : Penn State University
