Команда из Южной Кореи разработала полностью биоразлагаемый искусственный синапс — ключевой элемент для имитации работы мозга, который после использования может бесследно раствориться в почве. Основа устройства — многослойная структура, напоминающая микроскопический бутерброд, все компоненты которой получены из природных источников. Активные ионные слои созданы из материалов на основе хитина, который добывают из панцирей крабов и других ракообразных, а также из экстрактов бобовых. Центральное ядро, ответственное за связывание ионов, изготовлено из ацетата целлюлозы, получаемого из растительных волокон.
Принцип работы основан на контролируемом перемещении ионов натрия под действием электрического импульса, что имитирует передачу сигналов между нейронами в биологическом мозге. Ключевую роль играет образование ион-дипольных связей на внутренних границах слоёв: этот механизм позволяет устройству сохранять информацию даже после отключения питания, эмулируя формирование памяти.
Устройство демонстрирует рекордную для биоразлагаемых синапсов способность удерживать информацию — около 6000 секунд, или почти 100 минут. Энергоэффективность также впечатляет: на обработку одного сигнала оно тратит всего 0,85 фемтоджоулей. Для сравнения, человеческий мозг расходует на одно синаптическое событие от 2,4 до 24 фемтоджоулей. Таким образом, природные материалы позволяют не только избежать вреда для экологии, но и превзойти базовые биологические показатели по эффективности. После выполнения своей задачи устройство не оставляет после себя долговременного загрязнения. Все его слои полностью разлагаются в почве всего за 16 дней, не оставляя токсичных следов.
Искусственный синапс распознает цвета как человеческий глаз.