Ο πρώτος υπολογιστής από νανοσωλήνες άνθρακα

Σε μερικά χρόνια οι υπολογιστές, όπως και η ίδια η ζωή, μπορεί να βασίζονται στα μόρια του άνθρακα. Αμερικανοί ερευνητές δημιούργησαν για πρώτη φορά έναν απλό αλλά πλήρως λειτουργικό ηλεκτρονικό υπολογιστή, που περιέχει…

τρανζίστορ κατασκευασμένα αποκλειστικά από νανοσωλήνες άνθρακα.
Το επίτευγμα ανοίγει το δρόμο για μια νέα γενιά ταχύτερων και λιγότερο ενεργοβόρων ηλεκτρονικών συσκευών, αφήνοντας έτσι πίσω τη σημερινή «εποχή του πυριτίου». Η συρρίκνωση του πυριτίου σταδιακά αγγίζει τα φυσικά όρια της στα σημερινά μικροηλεκτρονικά κυκλώματα, γι» αυτό αναζητείται επιμόνως ένα νέο υλικό που θα «απογειώσει» και πάλι τις δυνατότητες των τσιπ.
Οι ερευνητές του πανεπιστημίου Στάνφορντ της Καλιφόρνια, με επικεφαλής τον Μαξ Σούλακερ, που έκαναν τη σχετική δημοσίευση στο περιοδικό Nature, σύμφωνα με το BBC, το New Scientist και τους Τάιμς της Νέας Υόρκης, ονόμασαν «Cedric» τον νέο υπολογιστή, που προς το παρόν υπάρχει μόνο σε ένα πρωτότυπο. Ήδη όμως σχεδιάζεται η μετατροπή του σε ένα μικρότερο, ταχύτερο και αποδοτικότερο μηχάνημα σε σχέση με τους σημερινούς υπολογιστές που βασίζονται σε τρανζίστορ πυριτίου.
Οι νανοσωλήνες -που ανακαλύφθηκαν από τον Κις Ντέκερ στο ολλανδικό Πανεπιστήμιο Τεχνολογίας Ντελφτ το 1998- προβάλλουν πλέον ως ο διάδοχος που θα εκθρονίσει το πυρίτιο από τους υπολογιστές. Προς το παρόν, ο «Cedric» μπορεί να κάνει μόνο απλές εργασίες επεξεργασίας δεδομένων (μπορεί να μετρήσει ως το 32!), καθώς διαθέτει επεξεργαστή με μόλις 1 bit (αντίθετα με τα συνήθη 32 ή 64 bit των συμβατικών κομπιούτερ), ταχύτητα 1 kHz (εκατομμύρια φορές πιο αργή από τους υπόλοιπους υπολογιστές) και περιέχει μόλις 178 τρανζίστορ (έναντι δισεκατομυρίων των υπολογιστών πυριτίου). Συνολικά, αποτελείται από δύο δισεκατομμύρια άτομα άνθρακα και κάθε τρανζίστορ του έχει κατασκευαστεί από ένα τεράστιο αριθμό νανοσωλήνων (10 εις την 200ή δύναμη).
«Σε ανθρώπινους όρους, ο «Cedric» μπορεί απλώς να μετρήσει τα δάχτυλά του και να πει το αλφάβητο, όμως αποτελεί, με κάθε έννοια της λέξης, έναν υπολογιστή. Δεν υπάρχει όριο στο τι μπορεί να κάνει, αν έχει αρκετή μνήμη», δήλωσε ο Σούλακερ.
Ο υπολογιστής από άνθρακα μπορεί να εκτελέσει κάθε υπολογιστικό πρόβλημα. «Τρέχει» ένα βασικό λειτουργικό σύστημα και, όπως απέδειξε, δεν κάνει λάθη στις πράξεις του. «Οι άνθρωποι συζητούν για μια νέα εποχή ηλεκτρονικών από νανοσωλήνες άνθρακα, όμως ως τώρα υπήρχαν λίγα παραδείγματα. Ιδού πια η απόδειξη», δήλωσε ο ερευνητής καθηγητής Σουμπχασίς Μίτρα.
Οι νανοσωλήνες άνθρακα είναι κούφιοι μικροσκοπικοί και πολύ λεπτοί κύλινδροι (σαν καλαμάκια), που έχουν δημιουργηθεί ο καθένας από ένα μονό φύλλο ατόμων καθαρού άνθρακα. Όπως και το γραφένιο (που είναι ένα επίπεδο φύλλο άνθρακα), οι νανοσωλήνες έχουν ξεχωριστές ηλεκτρονικές ιδιότητες που τους καθιστούν ιδεώδεις ως υλικό ημιαγωγών για την κατασκευή τρανζίστορ, των «διακοπτών» που βρίσκονται στην «καρδιά» κάθε υπολογιστή και κάθε άλλης ηλεκτρονικής-ψηφιακής συσκευής.
Χιλιάδες νανοσωλήνες μπορούν να χωρέσουν στις διαστάσεις μιας ανθρώπινης τρίχας, καθώς ένας νανοσωλήνας άνθρακα έχει πλάτος ένα νανόμετρο (δισεκατομυριοστό του μέτρου), ενώ μια ανθρώπινη τρίχα έχει πλάτος 100 μικρόμετρα (εκατομυριοστά του μέτρου).
Ενώ εδώ και 15 χρόνια υπήρχαν τρανζίστορ από ένα μόνο νανοσωλήνα άνθρακα, είναι η πρώτη φορά που ξεπερνιούνται τα τεχνικά εμπόδια και κατασκευάζεται ένα ολόκληρο τσιπ με τεράστιο αριθμό τέτοιων νανοσωλήνων. Η επόμενη πρόκληση θα είναι η μαζική παραγωγή εξελιγμένων τσιπ άνθρακα, κάτι που θα χρειαστεί μερικά ακόμα χρόνια. Προς το παρόν, το τρανζίστορ από άνθρακα είναι αρκετά μεγαλύτερο (ένα εκατομμυριοστό του μέτρου) σε σχέση με τα πολύ μικρότερα τρανζίστορ από πυρίτιο (22 δισεκατομμυριοστά του μέτρου), γι» αυτό πρέπει να συρρικνωθεί περαιτέρω.
Πηγή: ΑΠΕ/ΜΠΕ, Παύλος Δρακόπουλος

 http://www.trelokouneli.gr/o-protos-upologistis-apo-nanosolines-anthraka/