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Il DNA non serve soltanto a conservare le istruzioni della vita, e un gruppo di ricercatori ha appena dimostrato che può diventare il cuore di una memoria elettronica. Combinando DNA sintetico e un materiale semiconduttore, il team è riuscito a costruire un memristore, cioè un componente capace di immagazzinare ed elaborare informazioni all’interno dello stesso dispositivo, senza quel continuo andirivieni di dati tra memoria e unità di calcolo che caratterizza i computer di oggi.
È un dettaglio che sembra tecnico e invece cambia parecchio le carte in tavola. Nei chip tradizionali l’informazione viaggia avanti e indietro, e ogni viaggio costa energia. Qui invece tutto avviene nello stesso punto. I numeri raccontati dallo studio parlano di consumi fino a 100 volte inferiori rispetto alle tecnologie attuali, una differenza enorme se si pensa a quanta corrente divorano oggi i data center e i modelli di intelligenza artificiale. La ricerca è stata pubblicata su Advanced Functional Materials e nasce esattamente là dove biologia ed elettronica si incontrano, un terreno che fino a poco tempo fa sembrava più adatto alla fantascienza che ai laboratori.
Come è stato costruito il memristore al DNA
Il procedimento seguito dal team è meno esotico di quanto si possa immaginare, anche se richiede una precisione quasi maniacale. Prima di tutto sono state progettate brevi sequenze di DNA sintetico, poi organizzate e disposte su una scala estremamente ridotta, con un ordine studiato nei minimi particolari. Il DNA, in questo caso, funziona come una specie di impalcatura molecolare, una struttura su cui costruire tutto il resto.
Il passaggio successivo ha riguardato la conducibilità. Il materiale è stato arricchito con nanoparticelle d’argento, che servono ad aumentarne la capacità di far passare la corrente elettrica. Da solo il DNA non basterebbe, l’argento gli dà quella spinta necessaria a comportarsi come un componente elettronico vero e proprio.
Infine c’è l’integrazione con la perovskite cristallina, un semiconduttore che gli addetti ai lavori conoscono bene perché viene già impiegato nelle celle solari e nei laser. Sottili strati di questo materiale hanno accolto la struttura a base di DNA, dando vita al dispositivo finale. Tre ingredienti, insomma, ognuno con un compito preciso, che messi insieme producono qualcosa che nessuno dei tre saprebbe fare da solo.
Perché questa memoria interessa al mondo dell’intelligenza artificiale
Il punto non è tanto la curiosità scientifica, per quanto affascinante, quanto il contesto in cui arriva. L’intelligenza artificiale e le grandi infrastrutture informatiche hanno bisogno di quantità di energia sempre più difficili da giustificare, e ogni tecnologia che promette di tagliare i consumi in modo drastico finisce inevitabilmente sotto i riflettori. Un risparmio energetico fino a 100 volte non è un aggiustamento, è un salto di categoria.
Il memristore, del resto, è da anni uno dei componenti su cui si concentrano le speranze di chi lavora al calcolo di nuova generazione. La sua caratteristica di unire memoria ed elaborazione lo avvicina, almeno come principio, al modo in cui funziona il cervello umano, dove non esistono compartimenti separati per ricordare e per pensare. Che a rendere possibile tutto questo sia proprio la molecola alla base degli organismi viventi ha un che di poetico, ma è soprattutto una scelta pratica, perché il DNA sintetico permette di costruire strutture ordinate a dimensioni che l’elettronica classica fatica a raggiungere.
Si tratta ancora di ricerca di laboratorio, ovviamente, e la strada verso un prodotto commerciale è lunga. Ma l’idea che una memoria possa nascere dall’incrocio tra sequenze genetiche artificiali, argento e perovskite dice parecchio su quanto stiano diventando porose le frontiere tra discipline che per decenni hanno parlato lingue diverse.
