Cientistas da Northwestern University desenvolveram um novo nanomaterial que pode "direcionar" correntes elétricas. O desenvolvimento pode levar a um computador que pode simplesmente reconfigurar sua fiação interna e se tornar um dispositivo totalmente diferente, com base nas necessidades de mudança.
Como os dispositivos eletrônicos são construídos cada vez menores, os materiais com os quais os circuitos são construídos começam a perder suas propriedades e passam a ser controlados por fenômenos da mecânica quântica. Alcançando essa barreira física, muitos cientistas começaram a construir circuitos em dimensões múltiplas, como empilhar componentes uns sobre os outros.
A equipe da Northwestern adotou uma abordagem fundamentalmente diferente. Eles fizeram materiais eletrônicos reconfiguráveis:materiais que podem se reorganizar para atender a diferentes necessidades computacionais em momentos diferentes.
"Nossa nova tecnologia de direção permite o uso para direcionar o fluxo de corrente através de um pedaço de material contínuo, "disse Bartosz A. Grzybowski, quem liderou a pesquisa. "Como redirecionar um rio, fluxos de elétrons podem ser direcionados em várias direções através de um bloco de material - até mesmo fluxos múltiplos fluindo em direções opostas ao mesmo tempo. "
Grzybowski é professor de engenharia química e biológica na Escola de Engenharia e Ciências Aplicadas McCormick e professor de química na Faculdade de Artes e Ciências Weinberg.
O material da Northwestern combina diferentes aspectos da eletrônica baseada em silício e polímero para criar uma nova classificação de materiais eletrônicos:eletrônica baseada em nanopartículas.
O estudo, em que os autores relatam fazer componentes eletrônicos preliminares com o material híbrido, será publicado online em 16 de outubro pela revista Nature Nanotechnology . A pesquisa também será publicada como matéria de capa na edição impressa de novembro da revista.
"Além de atuar como pontes tridimensionais entre as tecnologias existentes, a natureza reversível deste novo material pode permitir que um computador redirecione e adapte seus próprios circuitos para o que é necessário em um momento específico no tempo, "disse David A. Walker, um autor do estudo e um estudante de pós-graduação no grupo de pesquisa de Grzybowski.
Imagine um único dispositivo que se reconfigura em um resistor, um retificador, um diodo e um transistor com base em sinais de um computador. O circuito multidimensional poderia ser reconfigurado em novos circuitos eletrônicos usando uma sequência de entrada variada de pulsos elétricos.
O material híbrido é composto de partículas eletricamente condutoras, cada cinco nanômetros de largura, revestido com um produto químico especial com carga positiva. (Um nanômetro é um bilionésimo de um metro.) As partículas são cercadas por um mar de átomos carregados negativamente que equilibram as cargas positivas fixadas nas partículas. Ao aplicar uma carga elétrica em todo o material, os pequenos átomos negativos podem ser movidos e reconfigurados, mas as partículas positivas relativamente maiores não são capazes de se mover.
Movendo este mar de átomos negativos ao redor do material, regiões de baixa e alta condutância podem ser moduladas; o resultado é a criação de um caminho direcionado que permite que os elétrons fluam através do material. Velhos caminhos podem ser apagados e novos caminhos criados empurrando e puxando o mar de átomos negativos. Componentes elétricos mais complexos, como diodos e transistores, pode ser feito quando vários tipos de nanopartículas são usados.
