Ρευστό τρανζίστορ ανοίγει τον δρόμο για υγρούς υπολογιστές

Τρίτη, 07 Νοεμβρίου 2017 10:28
http://sml.me.cmu.edu/

Πίσω από την υπολογιστική ισχύ κάθε ηλεκτρονικής συσκευής βρίσκονται τα μικρά τρανζίστορ: Οι μικροσκοπικοί διακόπτες που επεξεργάζονται σήματα και δεδομένα. Όσο το μέγεθός μειώνεται, τόσο οι υπολογιστές γίνονται και αυτοί λιγότερο ογκώδεις και περισσότερο ισχυροί. Ωστόσο, για να πάμε ένα βήμα παραπέρα, σε συσκευές που είναι πιο μαλακές και εύκαμπτες, χρειάζεται κάτι παραπάνω.

Οι Καρμέλ Ματζίντι και Τζέιμς Γουίσμαν, μηχανολόγοι μηχανικοί στο Soft Machines Lab του Carnegie Mellon University, εξερευνούν νέους τρόπους κατασκευής ηλεκτρονικών που δεν είναι απλά λειτουργικές ψηφιακά, αλλά επίσης μαλακές και εύκαμπτες. Όπως αναφέρει το PhysOrg, αντί να φτιάχνουν κυκλώματα από άκαμπτα μέταλλα όπως ο χαλκός ή το ασήμι, χρησιμοποιούν ένα ειδικό κράμα το οποίο είναι υγρό σε θερμοκρασία δωματίου. Το κράμα αυτό, που φτιάχνεται μέσω ανάμειξης ινδίου και γαλλίου, είναι μια μη τοξική εναλλακτική στον υδράργυρο και μπορεί να συνδυαστεί με ελαστικό για τη δημιουργία κυκλωμάτων που είναι τόσο μαλακά και ελαστικά όσο το φυσικό δέρμα.

Σε συνεργασία με τον Μάικλ Ντίκι του North Carolina State University, ανακάλυψαν πρόσφατα πως τα ηλεκτρονικά υγρού μετάλλου δεν είναι χρήσιμα μόνο για εύκαμπτα κυκλώματα, αλλά μπορούν επίσης να χρησιμοποιούνται και για ηλεκτρικούς διακόπτες. Αυτά τα ρευστά τρανζίστορ λειτουργούν ανοίγοντας και κλείνοντας τη σύνδεση ανάμεσα σε δύο σταγονίδια υγρού μετάλλου. Όταν εφαρμόζεται πτώση τάσης στη μια κατεύθυνση, τα σταγονίδια κινούνται το ένα προς την κατεύθυνση του άλλου και συνδυάζονται για τη δημιουργία μιας μεταλλικής γέφυρας για το πέρασμα ρεύματος. Όταν εφαρμόζεται τάση σε διαφορετική κατεύθυνση, τα σταγονίδια διασπώνται ταυτόχρονα και κάνουν τον διακόπτη να ανοίξει. Μέσω γρήγορης εναλλαγής μεταξύ κλειστού και ανοιχτού με μικρή ποσότητα τάσης, οι ερευνητές ήταν σε θέση να εξομοιώσουν τα χαρακτηριστικά ενός συμβατικού τρανζίστορ.

Οι ερευνητές το χαρακτηρίζουν τρανζίστορ υγρού μετάλλου επειδή έχει τα ίδια χαρακτηριστικά κυκλώματος που βρίσκει κανείς σε ένα συμβατικού κυκλώματος τρανζίστορ. Οι εφαρμογές είναι πρακτικά ανεξάντλητες, καθώς είναι δυνατός ο προγραμματισμός αλλαγών μορφής για το άνοιγμα και το κλείσιμο κυκλωμάτων. Εάν τα υλικά μπορούν να προγραμματιστούν έτσι ώστε να αλλάζουν σχήμα, τότε μπορούν να αλλάζουν και τη λειτουργία τους, ανάλογα με τις συνθήκες που αντιμετωπίζουν. Επίσης, ανοίγει ο δρόμος για υγρούς υπολογιστές, για χρήση σε μεγάλο εύρος μελλοντικών τεχνολογιών, π.χ. υπολογιστές- μινιατούρες που αλληλεπιδρούν με βιολογικό υλικό για να παρακολουθούν την πορεία ασθενειών στο σώμα ή να επαναφέρουν τον εγκέφαλο κάποιου που έχει υποστεί εγκεφαλικό σε κανονική λειτουργία.