Phân tử trong ứng dụng tiềm năng điện toán phân tử

Phân tử trong ứng dụng tiềm năng điện toán phân tử Nhóm nghiên cứu do Ludwig Bartels thuộc trường Đại học Califocnia, Riverside, lãnh đạo, đã trở thành nhóm nghiên cứu đầu tiên thiết kế loại phân tử có thể di chuyển đi thẳng trên một bề mặt phẳng. Thành công này là nhờ bắt chước cách di chuyển của con người. "Phân tử di chuyển nano" này dẫn đến một phương pháp mới, trữ một số lượng lớn thông tin trong một chip rất nhỏ và chứng minh các phương pháp sao chép phương thức thế giới thực chúng...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Phân tử trong ứng dụng tiềm năng điện toán phân tử Phân tử trong ứng dụng tiềm năng điện toán phân tử Phân tử trong ứng dụng tiềm năng điện toán phân tử Nhóm nghiên cứu do Ludwig Bartels thuộc trường Đại họcCalifocnia, Riverside, lãnh đạo, đã trở thành nhóm nghiên cứuđầu tiên thiết kế loại phân tử có thể di chuyển đi thẳng trên mộtbề mặt phẳng. Thành công này là nhờ bắt chước cách di chuyểncủa con người. Phân tử di chuyển nano này dẫn đến mộtphương pháp mới, trữ một số lượng lớn thông tin trong một chiprất nhỏ và chứng minh các phương pháp sao chép phương thứcthế giới thực chúng ta đang sống ở quy mô nano, là quy mô củacác nguyên tử và phân tử.Phân tử này, 9,10-dithioanthracene hoặc gọi là DTA, có haiyếu tố liên kết có tác dụng như là hai chân. Được cung cấp nănglượng từ nguồn nhiệt cấp cho phân tử, phân tử này di chuyểntheo cách chỉ có một yếu tố liên kết trong hai yếu tố nhấc lênkhỏi bề mặt; yếu tố kia điều khiển chuyển động của phân tử vàgiữ cho phân tử đi đúng cách. Do có khả năng thay đổi các bướcdi chuyển của hai chân của phân tử, DTA có thể đi theo đườngthẳng mà không cần sự trợ giúp của đường ray nano hoặc cácrãnh dẫn hướng nano.Bartels, Phó Giáo sư hóa học và là thành viên của Trung tâmKhoa học và Kỹ thuật Nano của trường Đại học Califocnia, chobiết, tương tự như quá trình đi bộ của con người, tức là một chânở trên mặt đất trong khi chân kia bước lên phía trước và đẩy cơthể đi, phân tử này luôn luôn có một chân bám trên bề mặtphẳng, giúp cho phân tử không bị đổ về một bên hoặc đi lệchkhỏi tuyến đường. Trong các thử nghiệm, DTA đã đi được hơn10000 bước mà không bị mất thăng bằng. Công trình nghiên cứunày chứng minh phân tử có thể được thiết kế tự do để có thểthực hiện một số nhiệm vụ động lực học trên bề mặt.Theo Bartels, bình thường, các phân tử chuyển động theo cáchướng không thể dự báo trước được khi được cung cấp thêmnăng lượng (nhiệt năng). Tuy nhiên, phân tử DTA chỉ di chuyểntheo một hướng và duy trì được tính chất này ngay cả khi bị kéohoặc đẩy sang bên cạnh bằng một công cụ tinh vi. Tính chất nàydẫn đến việc có thể dễ dàng thực thi phương pháp tính toán bằngđiện toán phân tử mà Hãng IBM đã đề xuất từ những năm 1990.Theo phương pháp này, mỗi một số được mã hoá bởi vị trí củacác phân tử trên một tuyến đường tương tự như trên một cái bàntính, tuy nhiên, ở quy mô 10 triệu lần nhỏ hơn. Hãng IBM đãhuỷ bỏ kế hoạch này, một phần là do không có cách chế tạo cácthanh của bàn tính với bước (khoảng cách) phân tử.DTA không cần dùng đến các thanh này để có thể di chuyểntheo đường thẳng và do đó sẽ tạo ra cách thức đơn giản hơnnhiều để chế tạo bộ nhớ phân tử, nhỏ hơn 1000 lần so với các bộnhớ nhỏ gọn hiện nay.Hiện nay, nhóm nghiên cứu của trường Đại học Califocnia đangnghiên cứu cách chế tạo bánh cóc (cơ cấu truyền động bằngbánh cóc), có khả năng chuyển đổi các dao động nhiệt ngẫunhiên thành chuyển động có hướng. Bartels cho biết, điều nàycũng tương tự như đồng hồ tự động tự lên dây khi đeo ở tayngười sử dụng, chỉ có điều là đường kính chỉ nhỏ bằng 1 nanomét