หากทุกอย่างเป็นไปตามแผนของนักวิจัย โมเลกุลของสารอินทรีย์จะเข้ามาแทนที่ซิลิกอนในฐานะตัวขับเคลื่อนในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ เพื่อไปสู่เป้าหมายนั้น นักเคมีแห่งมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย ลอสแองเจลิสได้ประดิษฐ์อุปกรณ์หน่วยความจำซึ่งข้อมูลจะถูกเก็บไว้ในโมเลกุลอินทรีย์ที่เชื่อมต่อกับท่อนาโนคาร์บอนแยกข้อมูล คั่นกลางระหว่างอิเล็กโทรดโลหะ (สีเงิน) และท่อนาโนคาร์บอนแบบตั้งฉาก (ม้วนสีดำ) โมเลกุลคาทีแนน (สีน้ำเงินและสีแดง) จะเปลี่ยนรูปแบบเมื่อใช้แรงดันไฟฟ้า โมเลกุลอื่นๆ (สีส้ม) ปกป้อง catenanes จากอิเล็กโทรดด้านบน
สต็อดดาร์ตและคณะ
การจัดเก็บข้อมูลในวัสดุจำนวนน้อยเช่นนี้ทำให้ผู้ผลิตชิปสามารถเพิ่มความจุของอุปกรณ์หน่วยความจำได้อย่างมาก เช่น หน่วยความจำเข้าถึงโดยสุ่มแบบไดนามิกในคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคล และชิปหน่วยความจำแฟลชในกล้องดิจิทัล และสมาชิกในทีม UCLA Hsian-Rong Tseng ประมาณการว่า 1 กรัมของโมเลกุลเหล่านี้สามารถให้หน่วยความจำเพียงพอสำหรับคอมพิวเตอร์เครื่องใหม่ทั้งหมดทั่วโลกเป็นเวลาหลายปี
หัวข้อข่าววิทยาศาสตร์ในกล่องจดหมายของคุณ
หัวข้อข่าวและบทสรุปของบทความข่าววิทยาศาสตร์ล่าสุด ส่งถึงกล่องจดหมายอีเมลของคุณทุกวันพฤหัสบดี
ที่อยู่อีเมล*
ที่อยู่อีเมลของคุณ
ลงชื่อ
แทนที่จะเข้ารหัส 1 และ 0 ตามจำนวนประจุที่เก็บไว้ในเซลล์หน่วยความจำ อย่างที่ชิปหน่วยความจำทั่วไปทำ วิธี UCLA จะเข้ารหัสข้อมูลในโมเลกุล catenane ซึ่งแต่ละวงมีวงแหวนสองวงที่เชื่อมต่อกัน
นักวิจัยนำโดย Fraser Stoddart ประกบ catenanes
ระหว่างขั้วไฟฟ้าสองขั้ว อิเล็กโทรดด้านบนทำจากโลหะและด้านล่างเป็นท่อนาโนคาร์บอนที่มีลักษณะเหมือนลวดไก่ม้วนและมีเส้นผ่านศูนย์กลางเพียง 1 นาโนเมตร แรงดันไฟฟ้าที่ใช้จะดึงอิเล็กตรอนออกจากวงแหวนหนึ่งวงของคาเทเทนแต่ละวง
สมัครสมาชิกข่าววิทยาศาสตร์
รับวารสารวิทยาศาสตร์ที่ยอดเยี่ยมจากแหล่งที่น่าเชื่อถือที่สุดส่งตรงถึงหน้าประตูคุณ
ติดตาม
สิ่งนี้ทำให้วงแหวนที่ปราศจากอิเล็กตรอนหมุน 180 เทียบกับวงแหวนอีกวง ทำให้โมเลกุลอยู่ในสถานะ “เปิด” แรงดันตรงข้ามจะเติมอิเล็กตรอนที่สูญเสียไป ทำให้วงแหวนหมุนกลับไปสู่การกำหนดค่าเดิมซึ่งเป็นสถานะ “ปิด” เมื่อ catenane “เปิด” กระแสไฟฟ้าไหลผ่านโมเลกุลมากกว่าเมื่อ catenane “ปิด”
ห้องปฏิบัติการต่างๆ ทั่วโลกกำลังพยายามค้นหาวิธีการใช้โมเลกุลเดี่ยวๆ เพื่อเก็บบิตข้อมูล เพื่อให้ภารกิจนี้สำเร็จ นักวิจัยจำเป็นต้องรวมโมเลกุลดังกล่าวเข้ากับอิเล็กโทรดบางเฉียบซึ่งมีความหนาเพียงไม่กี่นาโนเมตร เพื่อเขียนและอ่านข้อมูลเข้าและออกจากโมเลกุล
นั่นไม่ใช่เรื่องง่ายและมีราคาแพง แต่ James Tour แห่งมหาวิทยาลัยไรซ์ในฮูสตันกล่าวว่าท่อนาโนคาร์บอนสามารถทำให้กระบวนการง่ายขึ้นและทำให้มีราคาถูกลง ท่อนาโนคาร์บอนมีความกว้างพอๆ กับโมเลกุลคาเทแนน ด้วยอิเล็กโทรดที่บางนี้ Tour กล่าว นักวิจัยสามารถบีบสวิตช์โมเลกุลที่ใช้ catenane นับพันล้านตัวลงบนชิปตัวเดียวได้
ข้อได้เปรียบเพิ่มเติม Stoddart ตั้งข้อสังเกตคือ ท่อนาโนคาร์บอนสามารถเข้ากันได้ทางเคมีกับโมเลกุลสวิตชิ่งของสารอินทรีย์ เช่น คาเทแนน มากกว่าขั้วไฟฟ้าโลหะทั่วไป
“เป็นการผสมผสานที่ลงตัวของวัสดุสองชนิด” สต็อดดาร์ต ผู้บรรยายอุปกรณ์ของเขาเมื่อวันที่ 10 กันยายนที่การประชุม American Chemical Society ในนิวยอร์กกล่าว
“นี่เป็นเรื่องแปลกใหม่จริงๆ” Tour กล่าว เขาคาดการณ์อุปสรรคใหญ่ต่อไปคือการสร้างอุปกรณ์หน่วยความจำที่ขั้วไฟฟ้าด้านล่างและด้านบนเป็นท่อนาโนคาร์บอน “ตอนนี้ [กลุ่ม UCLA] มีโครงสร้างครึ่งหนึ่งแล้ว . . ก้าวใหญ่ในทิศทางที่ถูกต้อง” ทัวร์กล่าว
เกมส์ออนไลน์แนะนำ >>> สล็อตฝากถอนไม่มีขั้นต่ำ
