Ученые смоделировали работу жидкого компьютера
Logo
Cover

Вдохновившись идеей компьютера, основанного на жидкости, а не кремнии, специалисты американского Национального института стандартов и технологии (NIST) доказали, что атомы в слое графена, плавающего в солевом растворе, могут выполнять логические операции.

786

Идея использования жидкой среды для компьютерных вычислений будоражит умы уже несколько десятков лет. Среди преимуществ такой технологии — низкие затраты на материал и способность принимать любую форму, в том числе, человеческого тела. Изобретение NIST в основе своей проще, чем прошлые предложения.

Как показала компьютерная модель, особая пленка, погруженная в жидкость, может выполнять роль полупроводника. Например, материал может действовать как транзистор. Пленку можно включать и выключать, меняя уровень напряжения, как это происходит в биологических системах при изменении концентрации соли.

«Предыдущие устройства были более изощренными и сложными, — цитирует исследователя NIST Алекса Смоляницкого издание Phys.org. — Данный ионный подход обладает концептуальной простотой. Вдобавок, одно и то же устройство может служить транзистором и запоминающим устройством — все, что нужно сделать, это переключить вход и выход. Это прямое следствие ионной ловушки».

Ученые смоделировали слой графена, погруженного в раствор хлорида калия, соли, которая расщепляется на ионы калия и натрия. Специальные поры краун-эфира — электрически нейтральных молекул — улавливали ионы калия и препятствовали проникновению дополнительных несвязанных ионов через графен. Этим свойством можно управлять, подавая различное напряжение на мембрану, тем самым проводя логические операции в двоичном коде.

Модель показала, что для создания реального устройства понадобятся краун-поры в физических образцах графена или другого проводящего материала толщиной в несколько атомов. Какой материал применять — зависит от набора желаемых функций. Например, дихалькогениды переходного металла (тип полупроводника) хорошо сочетаются с пористыми структурами и способны отталкивать воду.

Еще один шаг навстречу другому типу компьютера — биологическому — сделали ученые из Англии. Они открыли возможность превращения любой ДНК в базовый компонент вычислительных систем или нанороботов.