나노기술 및 정책 정보

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● 영국(University of Manchester) 및 프랑스(École Normale Supérieure) 공동 연구팀은 높이 수 nm~Å 사이의 원자 스케일 터널형 인공 2차원 나노유체 채널을 대상으로 Hebbian 학습을 통해 단기기억 특성과 장기기억 특성이 나타난다는 사실을 입증

● 연구팀은 염 수용액을 채널에 유동시키고 전압(＜1V) scans/pulses를 인가하는 방식으로 실험을 수행한 결과, 나노유체 채널은 이전에 인가됐던 전압을 기억할 수 있고 채널 컨덕턴스는 전압인가 이력에 종속된다는 사실을 발견

● 연구에 사용한 나노유체 채널은 2종으로, 하나는 2차원 MoS2 층들을 조립해 만든 ‘자연적 채널’로 표면전하가 거의 없고 원자적으로 평활한 상태를 띠는 채널이고, 다른 하나는 흑연에 대한 전자빔 에칭을 통해 만든 ‘활성화 채널’로 표면전하가 높은 채널

● 기억 특성은 채널 유형, 염 유형, 염 농도 등 실험조건에 따라 달라지는데, ‘자연적 채널’에서는 비전도성 이온쌍이 전도성 이온 고분자전해질로 변환되고 ‘활성화 채널’에서는 염 내 양이온이 흡탈착되는 현상을 통해 기억 메커니즘이 작동

● 본 연구는 단순한 이온 수용액과 저전압 조건을 이용해 학습 현상을 입증한 최초 사례로서 나노유체 컴퓨터, 논리회로 등 기술 발전과 인공 나노유체 채널의 신경세포 시냅스 모방에 유용할 것으로 기대

Science (2023.01.12.), Long-term memory and synapse-like dynamics in two-dimensional nanofluidic channels