Nanotegnologie

Hoe Nanotegnologie die manier verander waarop ons rekenaars ontwerp en bou

Hoe Nanotegnologie die manier verander waarop ons rekenaars ontwerp en bou

Nanotegnologie in rekenaars word al hoe meer prominent namate rekenaars steeds vir kleiner en kleiner dimensies geoptimaliseer word.

Nanotegnologie is spesifiek die toepassing van 'uiters klein dinge' in tegnologie, wat ekstrapoleer kan word om enige aantal tegnologieë te dek wat dele van nanometer in dikte gebruik.

Die hele tegnologiesektor word voortdurend gevorder deur die nuutste tendense en tegnologiese uitvindings, en nanotegnologie beloof om rekenaars vinniger, kragtiger te maak en gladder te werk in 'n kleiner totale volume. Dit is 'n belowende sektor in die rekenaarwetenskap, maar om te verstaan ​​hoe prominent 'n rol dit speel, moet ons eers 'n stap terug gee en 'n beter beeld kry van wat nanotegnologie in die eerste plek is.

Wat is nanotegnologie?

Die idees agter nanotegnologie dateer oorspronklik uit konsepte wat deur fisikus Richard Feynman voorgestel is. Terwyl hy in 1959 by die California Institute of Technology gepraat het, het hy prosesse begin beskryf wat wetenskaplikes en ingenieurs in staat stel om enkelatome en molekules te beheer en te manipuleer. In hierdie bespreking het Feynman die term 'nanotegnologie' vir die eerste keer geskep.

Dit sou eers in die vroeë tagtigerjare van die gebruik van skanderingsmikroskope gebruik word om individuele atome waar te neem, wat nog te sê van die tegnologie om dit te manipuleer.

Op 'n tegniese skaal kan nanotegnologie 'n bietjie moeilik wees om te begryp. Een nanometer is gelykstaande aan 'n miljardste meter. Al is dit egter 'n bietjie moeilik om te begryp hoe klein die grootte is. Vir perspektief is daar 25,4 miljoen nanometer in een duim, en miskien nog groter perspektief, as een standaard marmer die grootte van 'n nanometer was, sou die aarde gelyk wees aan net 1 meter groot.

VERWANTE: WETENSKAPLIKE ONDERSOEK NUWE METAMATERIAAL WAT HARNESSE LIG KRAG MEER EFFEKTIEF

Nanotegnologie is klein. Die meeste nanotegnologie benodig baie kragtige mikroskope om te ontwikkel en te sien, aangesien die werklike strukture dieselfde grootte as atome het.

Die instrumente wat in die nanotegnologie-ruimte gebruik word, is die skanderingstunnelmikroskoop, of STM, en die atoomkragmikroskoop, of AFM. Deur hierdie twee soorte mikroskope het 'n groot deel van die nanotegnologie-sektor ontstaan.

Een interessante feit oor die geskiedenis van nanotegnologie is dat dit al duisende jare lank tegnies gebruik word. In die vroeë dae van die skepping van loodglas is goud en silwer deeltjies by die glasmengsel gevoeg om die kleure van die glas te verander. Die glassmede het destyds min geweet, maar hierdie toevoeging het die molekulêre struktuur van die glas verander, nie net die kleur nie.

Hoe nanotegnologie die rekenaar verander

As ons na die nanotegnologie in die rekenaarsektor gaan, kan ons 'n beter begrip kry van hoe prominent die tegnologie in die ruimte is.

Koolstof-nanobuise is een tegnologie wat help met die ontwikkeling van kleiner en vinniger transistorontwerpe, hoofsaaklik deur IBM. IBM ontwikkel hierdie koolstof-nanobuis-transistors om die veroudering van silikon-gebaseerde transistors te probeer voorkom. Na 2020, hierdie jaar, word geteoretiseer dat silikon-transistors hul fisieke limiet vir optimalisering sal bereik. Transistors gebaseer op koolstof nanobuis, aan die ander kant, sal 'n plaasvervanger bied wat steeds geoptimaliseer word.

Die grootste doel van hierdie stoot om kleiner en kleiner transistors vir rekenaars te skep, is om tred te hou met Moore's Law. Hierdie wet, of meer voorspelling, is een wat bepaal dat die aantal transistors wat in 'n stroombaan van 'n gegewe grootte verpak kan word, elke twee jaar sal verdubbel.

VERWANTE: WETENSKAPERS BOU DNA-ROBOTS WAT EEN DAG GENEESKUNDE BINNE JOU LIGGAAM KAN LEWER

As u hiermee tred hou, sal ingenieurs teen die einde van hierdie jaar transistorstrukture van minder as 5 nanometer moet kan skep.

Een van die grootste probleme met koolstof-nanobuis-transistors is dat, hoewel navorsers dit ongelooflik klein kan maak, hul prestasie as transistors laer is as dié van silikon-transistors. Navorsers nader egter vinnig oplossings om hierdie kwessie te oorkom. Wetenskaplikes aan die Universiteit van Wisconsin-Madison ontwikkel koolstof-nanobuis-transistors wat beter kan wees as silikon. In werklikheid was hul getoetsde prestasie 1,9 keer hoër as silikon-transistors.

As dit skaalbaar en dupliseerbaar is, sal dit een van die belangrikste vooruitgang in praktiese transistorontwerp gedurende die afgelope dekades wees. Alles aan die hand van nanotegnologie.

Top navorsers in die veld teoretiseer dat koolstof-nanobuis-transistors teen 5 keer die spoed en vyf keer minder energie as silikon-transistors moet kan werk. Dit is egter in 'n ideale scenario. Die werklike probleem op hierdie gebied van rekenaar-nanotegnologie is om koolstof-nanobuis-transistors te maak en te isoleer.

Dit is moeilik om suiwer koolstof-nanobuisies te isoleer om vir transistors te gebruik. Onsuiwerhede in enige stukkie van die nanobuis maak die transistor in wese nutteloos.

Soos u kan sien uit hierdie blik op die ontwikkeling van nanotegnologie binne koolstof-nanobuise, is niks maklik as u op so 'n verminderde skaal werk nie.

Binne die gebied van rekenaarwetenskap word nanotegnologie ook as 'n beter manier van data-oordrag beoordeel. Weg van fisiese nanotoestelle ondersoek fisici iets wat bekend staan ​​as nanofotonika. Dit sal optiese seine van nano-grootte stuur om data te kodeer en te dekodeer.

VERWANTE: WETENSKAPLIKES produseer mikroskopiese kopie van MONA LISA wat DNA-stringe gebruik

Altesaam speel en sal nanotegnologie 'n belangrike rol speel in die bevordering van rekenaarwetenskap en rekenaarontwikkeling. Met die steeds groter wordende vermoëns van die wêreld om aspekte van die wêreld op die nanometer-skaal te skep en te monitor, is daar geen twyfel nie dat die toekoms van moderne rekenaars en die toekoms van moderne tegnologie in werklikheid nanotegnologie is.


Kyk die video: HTML Validation, Web security check - Website Healthcare Center (Mei 2021).