Материалы умеют помнить. Сгиб на листе бумаги после того, как его разгладили, — это память о том, что лист был сложен. Кодовые замки запоминают последовательность поворотов диска, а специальные сплавы «помнят» свою форму, что делает самолеты безопаснее, а мосты — прочнее.
В новом исследовании команда из университета Пенсильвании изучала так называемую «возвратно-точечную память» (return-point memory). Классический пример — кодовый замок: вы поворачиваете диск по часовой стрелке до определенного числа, затем против часовой — до другого, и так далее. Если в любой момент вы начнете обращать последовательность шагов, система вернется в предыдущее состояние. Главная особенность такой памяти — чередование направлений входа. Ученых интересовало: существует ли система, способная запоминать серию событий без чередования входного сигнала?
Ученые построили автоматическое устройство, которое наклеивает скотч на поверхность, а затем отрывает его на заданное расстояние и приклеивает обратно. Обычная клейкая лента чувствительна к давлению — чем сильнее вы ее прижимаете, тем прочнее она прилипает. Оказалось, что если оторвать ленту частично, то в точке остановки образуется линия усиленной адгезии, которая сохраняется, когда вы снова приклеиваете ленту. Повторяя этот процесс, отрывая ленту на последовательно меньшие расстояния, можно создать несколько таких линий — несколько «воспоминаний».
Устройство оснащено датчиком, измеряющим силу отрыва. Чтобы «считать» воспоминания, нужно оторвать ленту дальше линий — на каждой из них возникает характерный пик требуемого усилия. Последнее сформированное воспоминание всегда считывается первым — точно как в тесте на рабочую память в нейронауке, где испытуемый должен сравнить каждый новый стимул с предыдущим.
Исследователи могут не только записывать последовательность воспоминаний однонаправленным движением (без чередования), но и настраивать их силу: чем дольше лента удерживается в приподнятом состоянии перед тем, как ее снова приклеить, тем прочнее будет линия адгезии. Некоторые воспоминания можно сделать настолько сильными, что они сохраняются даже после общего «сброса» системы (когда ленту отрывают целиком).
Нас давно интересуют устройства, которым не нужно электричество и которые не имеют уязвимостей электронных компьютеров. Мы не ожидаем, что такие устройства будут делать из канцелярского скотча, но стремимся понять фундаментальную науку о различных типах памяти, которые могут формировать материалы, и о том, как они могут быть применены в будущих системах. По мере того как это понимание будет расти, мы можем найти способы использования, которые пока даже не можем вообразить
Работа опубликована в научном журнале New Journal of Physics.
Ранее Наука Mail рассказывала, почему скотч отрывается от рулона с характерным узнаваемым треском.
