زیتل ۲


سرویس نقد و بررسی تخصصی
4 اسفند 1400 ساعت 16:40
0 نظر

 

دانشمندان مولکولی ساختند که مثل گیت منطقی ترانزیستورها عمل می‌کند!

این مولکول هیدروکربنی ساده هنگام مواجهه با پتانسیل الکتریکی از حالت نارسانا به رسانا تغییر حالت می‌دهد و مثل دروازه یا گیت منطقیِ ترانزیستور عمل می‌کند.

پژوهشگران دانشگاه لوند، مولکول هیدروکربنی ساده‌ای ساخته‌اند که مثل دروازه یا گیت منطقی (logic gate) در ترانزیستورها عمل می‌کند. چنین تلاش‌هایی شاید راه را برای ساخت اجزای الکترونیکی در مقیاس مولکول هموار کنند.

ساخت اجزای الکترونیکی بسیار ریز در مقیاس مولکول، هم در عرصه تحقیق و هم توسعه چالش‌برانگیز است. ترانزیستورها از بارزترین نمودهای چنین چالشی هستند. هرچه ترانزیستورها کوچکتر ساخته شوند، سرعت کار رایانه‌ها افزایش می‌یابد و مصرف انرژی‌شان بهینه‌تر می‌شود. اما گیت‌های منطقی تا چه‌اندازه می‌توانند کوچکتر شوند؟ و آیا ساخت دستگا‌ه‌های الکترونیکی در مقیاس مولکولی ممکن است؟ اقداماتی نظیر آنچه محققان شیمی دانشگاه لوند انجام داده‌اند، از محتمل بودن چنین آینده‌ای خبر می‌دهد.

تصویرسازی گرافیکی الکترون‌هایی که بین حلقه‌های آروماتیک و ضدآروماتیکِ یک مولکول هیدروکربن حرکت می‌کنند (تصویر از دانشگاه لوند / دانیل استراند و جوناس آهلستت)

آن‌ها مولکول هیدروکربنی ساده‌ای ساخته‌اند که شکل خود را عوض می‌کند و وقتی در معرض پتانسیل الکتریکی واقع می‌شود، حالتش را از نارسانا به رسانا تغییر می‌دهد. با این روش می‌توان در هر مولکول حلقه اصطلاحا ضدآروماتیکی ایجاد کرد تا ضمن این‌که تقویت می‌شود، هم بتواند الکترون دریافت کند و هم مثل کلید ساده یا اصطلاحاً رله، جریان الکترون‌ها را قطع و وصل کند.

بسیاری از مولکول‌های ارگانیک، حلقه‌ اروماتیک بنزن دارند که حلقه‌ای مسطح حاوی شش اتم کربن است. برای مثال، گرافین نیز چنین ساختاری دارد. اما این مولکول‌ها هنگام مواجهه با پتانسیل الکتریکی، ویژگی‌ها یا شکل‌شان را تغییر نمی‌دهند. لذا پژوهشگران دانشگاه لوند به مطالعه هیدروکربن‌هایی پرداختند که حلقه‌شان هشت اتم کربن دارد. این‌نوع مولکول‌ها اصطلاحا ضدآروماتیک هستند و خم می‌شوند و به‌شکل کاسه درمی‌آیند. اگر به چنین مولکولی دو الکترون تزریق کنید، باز و مسطح می‌شود و از نیمه‌رسانا به رسانا تغییر حالت می‌دهد و شبیه ترانزیستوری عمل می‌کند که از صفر به 1 تغییر وضعیت داده است.

دانیل استراند، پژوهشگر شیمی دانشگاه لوند می‌گوید، یکی از ویژگی‌های مهم این مولکول‌ها سادگی‌شان است. آن‌ها فقط اتم کربن و هیدروژن دارند و لذا تولید مصنوعی آن‌ها آسان‌تر است.

شاید چنین راه‌کارهایی به پژوهشگران کمک ‌کند تا با استفاده از هیدروکربن‌های ضدآروماتیک، سوئیچ‌های الکتریکی و سامانه‌های مکانیکی جدید در مقیاس مولکول بسازند.

مولکول‌هایی که به پتانسیل الکتریکی واکنش نشان می‌دهند، ممکن است قابلیت‌های جالبی را سبب شوند. ساخت رایانه‌های کم‌مصرف‌تر و (شاید در آینده) دستگاه‌های برقی مولکولی با بهره‌گیری از ویژگی این مولکول‌ها بعید به‌نظر نمی‌رسد.



  4 اسفند 1400
0 نظر
5.00
  1 رای

نظرات کاربران

در حال بارگذاری