Thiết bị điện tử dựa trên quả trứng' cung cấp hiệu suất điện tốt đáng ngạc nhiên - Lòng trắng trứng — còn được gọi là trứng lòng trắng — không chỉ có vị ngon, nó còn có đặc tính điện môi rất tốt, cùng với độ trong suốt và độ đàn hồi cao, khiến nó trở thành vật liệu đầy hứa hẹn để chế tạo các thiết bị điện tử trong suốt, linh hoạt. Trong một nghiên cứu mới, các nhà nghiên cứu đã chỉ ra rằng, khi trộn Lòng trắng trứng với hydrogen peroxide, một loạt phản ứng hóa học xảy ra biến vật liệu sinh học thành một màng hoạt động có thể được sử dụng để tạo ra các thiết bị nhớ điện trở trong suốt, linh hoạt.
Các nhà nghiên cứu, dẫn đầu bởi Qunliang Song tại Đại học Tây Nam, Trung Quốc, đã xuất bản một bài báo về việc sử dụng Lòng trắng trứng biến đổi hydro-peroxide cho bộ nhớ chuyển đổi điện trở trong một số gần đây của Công nghệ nano.
Song nói với Phys.org: “Là một giải pháp thay thế đầy hứa hẹn cho bộ nhớ không bay hơi dựa trên silicon thông thường, nhựa trứng có nhiều ưu điểm hơn các vật liệu khác”. " Lòng trắng trứng vật liệu hữu cơ sinh học có thể có các ứng dụng tiềm năng trong việc bắt chước hành vi trí nhớ sinh học, trí tuệ nhân tạo và trí thông minh giống não vì khả năng tương thích tốt."
Đây không phải là lần đầu tiên chất béo của trứng được đưa vào các thiết bị điện tử. Trước đây, lòng trắng từ trứng gà và vịt đã được sử dụng trong bóng bán dẫn và các thiết bị khác làm lớp điện môi (cách điện).
Tuy nhiên, công trình mới đánh dấu lần đầu tiên nhựa trứng được sử dụng để tạo ra các ký ức điện trở. Những ký ức này đang được phát triển như một giải pháp thay thế thế hệ tiếp theo cho những ký ức dựa trên silicon đang thống trị các thiết bị điện tử ngày nay. Bộ nhớ điện trở, hoạt động dựa trên sự thay đổi của điện trở thay vì dòng điện, có những lợi thế tiềm năng như tốc độ cao hơn, mật độ cao hơn và kích thước nhỏ hơn.
Một trong những thành phần chính của bộ nhớ điện trở là một màng điện môi — ở đây là màng dựa trên albumen hình trứng — thường cách điện nhưng có thể được tạo ra bằng cách đặt điện áp. Việc chuyển đổi giữa các trạng thái điện trở cao và thấp này tương ứng với việc chuyển đổi tương ứng giữa trạng thái "tắt" và "bật" của bộ nhớ.
Các nhà nghiên cứu đã chứng minh rằng sức đề kháng của vật liệu albumen trứng có thể chuyển đổi được bằng cách trộn nó với dung dịch hydrogen peroxide 10%. Trứng gà chứa hơn 40 loại protein khác nhau được liên kết với nhau bằng các liên kết hóa học yếu. Sâu bên trong các protein này là một số lượng lớn các ion sắt, natri và kali. Hydro peroxit dễ dàng phá vỡ các liên kết giữ các protein với nhau, điều này làm biến tính các protein và nghiêm trọng là làm lộ ra các ion.
Các ion này, mang điện tích dương, sau đó hoạt động như bẫy bắt các electron mang điện tích âm được đưa vào khi có điện áp đặt vào. Khi mức bẫy thấp (ít hoặc không có electron), vật liệu điện môi hoạt động như một chất cách điện và bộ nhớ ở trạng thái "tắt". Khi một điện áp âm được đặt vào, nó làm cho các bẫy chứa đầy các electron, vật liệu trở nên dẫn điện và bộ nhớ chuyển sang trạng thái "bật". Để thiết lập lại bộ nhớ, một điện áp dương được áp dụng, giải phóng các điện tử khỏi bẫy và đưa bộ nhớ về trạng thái "tắt".
Song cho biết: “Các ion như Fe3 +, Na + và K + luôn được kết nối với các chuỗi protein trong albumen trứng gà, và do đó không thể hoạt động hiệu quả khi các chất tích điện được tiêm vào. "Được xử lý bằng dung dịch hydrogen peroxide 10%, các ion có thể tiếp xúc bên ngoài chuỗi protein và hoạt động như những cái bẫy để thu giữ các điện tích được đưa vào. Do đó, các đặc tính bộ nhớ chuyển đổi điện trở của màng albumen trứng biến đổi hydrogen peroxide đã được cải thiện một cách hiệu quả so với những quả trứng nguyên sinh. "
Nhìn chung, các nhà nghiên cứu đã chứng minh rằng bộ nhớ điện trở dựa trên trứng gà so sánh thuận lợi với các bộ nhớ khác, thể hiện tỷ lệ điện trở bật / tắt cao, cũng như khả năng duy trì và độ bền chuyển đổi tốt ngay cả sau khi uốn nhiều lần.
Song cho biết: “Mặc dù đã đạt được nhiều tiến bộ và đột phá lớn về ứng dụng và thiết kế cấu trúc của vật liệu mới, nhưng cơ chế của bộ nhớ chuyển đổi điện trở vẫn chưa hoàn toàn rõ ràng. "Chúng tôi sẽ tiếp tục điều tra về cơ chế của bộ nhớ chuyển mạch điện trở. Đồng thời, các tế bào bộ nhớ chuyển mạch điện trở linh hoạt, có thể đeo được và hòa tan trong nước sẽ được phát triển bằng cách sử dụng albumen trứng được biến đổi hữu cơ trong công trình tiếp theo của chúng tôi."