DNA ve perovskit ile veri depolama: Flash bellekten 100 kat verimli

ABD’li araştırmacılar, doğanın genetik kod taşıyıcısı DNA ile yarı iletken dünyasının yıldızı perovskiti birleştirerek biyohibrit bir sistem geliştirdi. Mevcut depolama birimlerinden 100 kat daha az enerji tüketen teknoloji, yapay zeka’nın enerji krizine çözüm olabilir.

Veri depolama teknolojilerinde fiziksel sınırların zorlandığı bir dönemde, bilim dünyası çözüm için doğanın kendisine yöneldi. DNA'nın muazzam veri depolama yoğunluğunu elektronik sistemlere entegre etmeyi başaran araştırmacılar, patent başvurusu devam eden çalışmalarında hem biyolojiyi hem de elektroniği tek bir platformda buluşturdu. Advanced Functional Materials dergisinde yayınlanan çalışma, sadece 0,1 voltun altında çalışan ve insan beyni gibi işlem yapan ‘memristör’ cihazların kapısını araladı.BEYİN GİBİ HATIRLAYAN DEVRELER: MEMRİSTÖRLERGeleneksel elektronik bileşenler güç kesildiğinde bilgiyi kaybetme riski taşırken, geliştirilen bu biyohibrit memristörler bilgiyi ‘hatırlama’ yeteneğine sahip. Bilgiyi aynı noktada hem depolayıp hem de işleyebilen bu sistem, insan beynindeki nöronların çalışma prensibini taklit ediyor.Araştırma profesörü Bed Poudel, yapay zeka talebi arttıkça düşük güç tüketimli stratejilere olan ihtiyacın kritikleştiğini vurgulayarak, "Cihazımız, flash sürücüler gibi geleneksel depolama ünitelerinden 100 kat daha az güç tüketirken çok daha yüksek kapasite sunuyor” dedi.GÜMÜŞLE KATKILANMIŞ SENTETİK DNA GÜCÜDoğal DNA'nın uzun ve dolanmış yapısı hassas elektroniklerde sorun yaratırken, ekip bu engeli sentetik DNA ile aştı. Özel olarak tasarlanan kısa DNA dizilerine gümüş nanopartiküller eklendi (doping). Bu teknik sayesinde:DNA'nın elektriği iletme kapasitesi artırıldı.Malzemenin nano ölçekte düzenli bir yapıda hizalanması sağlandı.Perovskit katmanlarıyla kusursuz bir arayüz oluşturuldu.Gümüşle işlenmiş DNA ve perovskit kombinasyonu, elektronların 0,1 volttan düşük gerilimlerde bile güvenli ve istikrarlı bir şekilde geçiş yapabileceği verimli kanallar oluşturuyor.EKSTREM KOŞULLARDA YÜKSEK STABİLİTEBiyohibrit sistemin ticari açıdan en çarpıcı özelliklerinden biri de dayanıklılığı. Sistem, yaklaşık 121°C (250 Fahrenheit) sıcaklığa kadar stabil kalabiliyor ve oda sıcaklığında altı haftadan fazla süreyle kesintisiz çalışabiliyor. Bu performans verileri, mevcut perovskit tabanlı belleklerin çok ötesinde bir güvenilirlik vaat ediyor.Doktora sonrası araştırmacı Kavya S. Keremane, "Sadece DNA veya sadece perovskit kullanmak, bu kombinasyon kadar güçlü bir sonuç vermedi” diyerek biyolojik makromoleküllerin programlanabilir çok işlevli nanomalzemelere dönüşümündeki başarının altını çizdi.TİCARİ VE SEKTÖREL PROJEKSİYONYapay zekanın ve nöromorfik hesaplamanın geleceği, ‘daha fazla veri için daha fazla güç’ döngüsünü kırmaktan geçiyor. DNA tabanlı bu yeni bellek platformu; veri merkezlerinin karbon ayak izini azaltmak, mobil cihazların pil ömrünü uzatmak ve süper bilgisayarların işlem kapasitesini atomik düzeylere çekmek için stratejik bir fırsat sunuyor. Doğanın milyarlarca yıllık veri depolama çözümü, artık sanayinin ve ticaretin yeni ‘akıllı’ hammaddesi olmaya hazır.