Computer bouwt zichzelf om
Dan maar de hoogte in. Dat denken steeds meer chipontwerpers, nu de componentjes van computers nog maar honderd atomen of minder breed zijn en ze nog kleiner maken betekent, dat kwantumeffecten informatie gaan verminken.
Materiaal bouwt zichzelf om
Het team van Northwestern University pakt het heel anders aan. Ze hebben elektronische materialen ontwikkeld die zichzelf kunnen herconfigureren, zodat ze verschillende rekenbehoeften kunnen vervullen bij verschillende gelegenheden. Zo zijn er bepaalde taken waarbij het heel handig is als je heel veel parallelle rekenkracht hebt (bij grafische toepassingen bijvoorbeeld), terwijl intensieve rekenklussen of taken waarbij juist heel veel geheugen nodig is, weer heel andere eisen aan een computer stellen. Eigenlijk wil je een computer die in staat is zichzelf hieraan aan te passen.
Gouddeeltjes met positieve mantel
Het materiaal bestaat uit nanodeeltjes silicium en organische polymeren (i.e. op koolstofverbindingen gebaseerde lange molecuulketens) die naar keuze kunnen werken als een transistor, een gelijkrichter, een diode of een weerstandje.
Hoe werkt het materiaal?
Het hybride materiaal bestaat uit (elektrisch geleidende) gouddeeltjes, elk vijf nanometer in doorsnede (i.e. vijftig tot zeventig atomen), die op hun beurt zijn bedekt met een laagje positief geladen moleculen. De deeltjes worden omringd door negatief geladen atomen die de positieve ladingen op de deeltjes opheffen. Door stroom op het materiaal te zetten kunnen de negatief geladen atomen bewegen, maar de veel grotere positieve deeltjes niet.
Door deze zee van negatief geladen atomen te manipuleren, kunnen gebiedjes met een lage of juist hoge geleidbaarheid worden geschapen. Het gevolg is een geleidend pad dat elektronen in staat stelt door het materiaal te vloeien. Oude paden kunnen worden uitgewist en nieuwe gecreëerd door te duwen en te trekken aan de negatieve atomen. Door de deeltjes op een andere manier te rangschikken, kunnen ook complexere elektrische componenten zoals diodes en transistors worden geconstrueerd.
Uiteraard zal dit materiaal minder efficiënt zijn dan dedicated circuits, maar de enorme flexibiliteit maakt het goedje waarschijnlijk zeer interessant voor locaties waar je zelf niet makkelijk bij kunt. Denk aan het inwendige van kerncentrales, de diepzee of de ruimte.
Lees ook:
Bronnen:
Could a Computer One Day Rewire Itself? New Nanomaterial ‘Steers’ Electric Currents in Multiple Dimensions, ScienceDaily (2011)
Hideyuki Nakanishi, David A. Walker, Kyle J. M. Bishop, Paul J. Wesson, Yong Yan, Siowling Soh, Sumanth Swaminathan, Bartosz A. Grzybowski. Dynamic internal gradients control and direct electric currents within nanostructured materials. Nature Nanotechnology, 2011