Três estudos de pesquisa recentes apresentam caminhos distintos para ampliar o conceito de semicondutores para além das estruturas tradicionais: circuitos de colônias bacterianas capazes de executar operações lógicas, um dispositivo baseado em materiais antiferromagnéticos para reter entradas recentes e esquecer as mais antigas, e um material de óxido de alta entropia que combina propriedades semicondutoras com condutividade térmica muito baixa. Esses resultados foram publicados em pesquisas independentes e apresentados pelo site Semiconductor Engineering em 25 de agosto de 2026.
Bactérias executam operações lógicas
Pesquisadores do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT) conseguiram projetar a bactéria Pantoea agglomerans para funcionar como transistores em circuitos destinados ao monitoramento ambiental. A equipe projetou dois tipos de transistores: um é ativado pela molécula OC-6, enquanto o outro é desligado na presença da mesma molécula. Em ambos os casos, o transistor monitora uma molécula-alvo, a OC-12, e então produz uma molécula de saída chamada OHC-14.
Os pesquisadores usaram três cepas bacterianas para traduzir o sinal de OHC-14 em uma saída que pudesse ser transmitida a outro transistor. As colônias bacterianas foram impressas em placas contendo ágar, deixando uma distância de aproximadamente 5 milímetros entre as colônias para que os sinais passassem para a colônia mais próxima e depois para a seguinte em uma única direção.
Os experimentos demonstraram a execução de portas lógicas multi-entrada, «ou» e «implicação», e os transistores também foram combinados para construir circuitos de soma de dois sinais, processamento de sinais múltiplos e demultiplexação. O maior circuito continha 24 colônias bacterianas. No entanto, cada operação de computação leva cerca de oito horas, um período considerado pelos pesquisadores adequado para aplicações biológicas, mas não para substituir computadores tradicionais. A equipe espera usar esses circuitos nas folhas ou raízes das plantas para monitorar e responder a estresses ambientais.
O esquecimento como função computacional
Na Coreia do Sul, pesquisadores da Universidade Nacional de Seul e da Universidade Sungkyunkwan desenvolveram um dispositivo semicondutor baseado em um material antiferromagnético, capaz de reter entradas recentes e esquecer automaticamente informações mais antigas. O dispositivo de dois terminais combina dióxido de zircônio com óxido amorfo de índio, gálio e zinco (a-IGZO).
O aprimoramento da composição do a-IGZO resultou em diferenças claras na corrente mesmo com mudanças limitadas no estado do dispositivo, alcançando uma razão de ligado para desligado de aproximadamente 890. O dispositivo também distinguiu 16 combinações diferentes de entradas de 4 bits e alcançou uma precisão de 90,4% no reconhecimento de números manuscritos, com uma redução de 75% nos dados de entrada.
O que muda na prática? Em vez de considerar o retorno do material ao seu estado original após a remoção da tensão como uma desvantagem, os pesquisadores o utilizaram como um mecanismo de «esquecimento» voltado ao processamento de dados de séries temporais. A equipe afirma que o dispositivo combina conversão não linear, memória de curto prazo e preparação natural em um único componente, mas ainda planeja reduzir a área do dispositivo e validar os circuitos no nível da matriz antes de ampliá-lo para um sistema de inteligência artificial de borda destinado a sinais sonoros, biológicos e ambientais.
Mistura de múltiplos elementos para criar um novo material
Já pesquisadores da Universidade Carnegie Mellon e da Universidade Estadual da Pensilvânia transformaram um óxido metálico isolante em um semicondutor usando mistura de alta entropia. O material A₆WO₄ baseia-se na incorporação de manganês, ferro, cobalto, níquel, cobre e zinco em uma estrutura de óxido de tungstênio, em uma única estrutura cristalina conhecida como wolframita.
O material combina transporte semicondutor e condutividade térmica extremamente baixa, duas propriedades que normalmente são difíceis de reunir em óxidos, segundo os pesquisadores. A importância do resultado está no fato de que a desordem química não foi usada aleatoriamente, mas como um meio de ajustar simultaneamente as propriedades eletrônicas e térmicas. A equipe acredita que isso pode abrir caminho para materiais de dispositivos termoelétricos que convertam calor residual em eletricidade, embora esse uso ainda permaneça no âmbito das possibilidades de pesquisa que exigem desenvolvimento adicional.