Pesquisadores da Universidade de Twente desenvolveram um novo método que permite controlar com precisão as reações químicas usando íons metálicos. Isto marca um passo importante em direção a computadores que funcionam como o cérebro humano. Eles publicaram recentemente suas descobertas na revista científica Comunicações da Natureza.
Todos os seres vivos podem responder ao seu ambiente através de uma sequência de reações químicas complexas. Esta forma de processamento de informação requer muito menos energia do que a dos computadores digitais. Como resultado, os processos subjacentes são fundamentalmente diferentes. Durante décadas, os pesquisadores procuraram uma maneira de recriar o processamento de informações da natureza usando moléculas.
Funções matemáticas
Neste estudo, pesquisadores da Universidade de Twente conseguiram imitar funções matemáticas com íons metálicos. Isso incluía polinômios como equações lineares e parábolas, bem como funções booleanas lógicas que produzem resultados diferentes com base na entrada.
Reações com memória
Os pesquisadores foram capazes de programar as reações químicas não apenas para responder às condições atuais, mas também para “lembrar” eventos anteriores. “Encontramos um possível alicerce para sistemas inteligentes”, diz o pesquisador Albert Wong. Usando íons metálicos, os pesquisadores controlaram a taxa de reações autocatalíticas. Estas são reações químicas que se aceleram.
Eles aplicaram essa técnica para converter a molécula tripsinogênio em tripsina. Ao adicionar uma substância que pode retardar esta conversão, os investigadores criaram um sistema que pode permanecer em dois estados. Isso permite que o sistema armazene informações temporariamente, dando-lhes uma forma de memória.
Computadores semelhantes a cérebros
A descoberta abre novas possibilidades de programação de redes químicas simples para aplicações em inteligência artificial e materiais inteligentes. A investigação poderá também ter um impacto importante noutros domínios científicos, como a nanobiotecnologia e a investigação sobre as origens químicas da vida.
Dr. Albert Wong é professor associado do Departamento de Moléculas e Materiais (MOLMAT; Faculdade de C&T) e faz parte do MESA+ Institute of Nanotechnology e do BRAINS Center da UT. O trabalho foi realizado em seu laboratório, Chemical Reaction Networks (CRN), especializado em fazer redes de reações funcionais.
Juntamente com os pesquisadores Dmitrii Kriukov MSc e Jurriaan Huskens, ele publicou esta pesquisa em um artigo intitulado ' Explorando a programabilidade de redes de reações químicas autocatalíticas ' na revista científica Comunicações da Natureza. Natureza é uma revista de acesso aberto nas áreas de física, química, ciências da terra, medicina e biologia. A publicação pode ser lida online.
10.1038/s41467'024 -52649-z
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