Cristal de van der Waals imita neurônios humanos com aprendizado controlado por luz
Uma equipe de pesquisa liderada pelo professor Taesung Kim, da Escola de Engenharia Mecânica da Universidade Sungkyunkwan, desenvolveu um dispositivo optoeletrônico sináptico capaz de imitar as funções de neurônios e sinapses humanas em escala de componente. A pesquisa representa um avanço significativo na área da computação inspirada no cérebro, oferecendo uma nova abordagem estrutural para a configuração de materiais semicondutores. O dispositivo desenvolvido pela equipe opera sob estímulos ópticos, ou seja, responde à luz como forma de processamento de informações, aproximando-se do funcionamento biológico das células nervosas.
O coração da inovação está na forma como o material foi criado. Os pesquisadores projetaram um cristal conhecido como van der Waals, um tipo de estrutura em que as camadas atômicas são mantidas juntas por forças intermoleculares fracas, o que confere propriedades eletrônicas peculiares e altamente controláveis. Esse cristal foi obtido por meio de um processo de sulfurização em uma única etapa, utilizando plasma misto. A sulfurização é um procedimento em que átomos de enxofre são incorporados à estrutura do material, alterando suas propriedades elétricas e ópticas. O uso de plasma misto em apenas uma etapa de fabricação torna o processo mais simples e eficiente quando comparado a métodos tradicionais que exigem múltiplas etapas.
A escolha por um dispositivo que opera sob estímulos luminosos é um diferencial importante deste trabalho. Diferente de componentes eletrônicos convencionais que dependem exclusivamente de sinais elétricos, o dispositivo criado pela equipe sul-coreana responde à luz, permitindo que o aprendizado e a memória sejam ativados por pulsos ópticos. Essa característica está mais próxima do modo como os neurônios biológicos funcionam, respondendo a estímulos externos e ajustando suas conexões ao longo do tempo. O resultado é um componente capaz de simular comportamentos como a plasticidade sináptica, que é a capacidade do sistema nervoso de fortalecer ou enfraquecer conexões com base na experiência.
A pesquisa também oferece uma solução estrutural relevante para a configuração de materiais semicondutores voltados à computação inspirada no cérebro, campo conhecido como neuromórfica. A arquitetura proposta pela equipe demonstra que é possível integrar funções de processamento e memorização em um único dispositivo, reduzindo a complexidade dos sistemas e abrindo caminho para aplicações mais eficientes. O uso de cristais de van der Waals fabricados por sulfurização com plasma misto se mostra uma estratégia viável para a construção de componentes que combinam propriedades ópticas e eletrônicas de forma integrada.
O trabalho conduzido na Universidade Sungkyunkwan contribui para o avanço da pesquisa em dispositivos sinápticos artificiais, área que busca reproduzir em hardware o funcionamento do cérebro humano. Com o desenvolvimento desse cristal projetado para responder à luz com comportamentos de aprendizado, a equipe do professor Taesung Kim demonstra que é possível unir simplicidade de fabricação e funcionalidade biológica em um único componente, ampliando as possibilidades para a próxima geração de sistemas computacionais inspirados na inteligência natural do cérebro.
