前沿科技之計(jì)算機(jī)自動(dòng)布線

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美國西北大學(xué)（Northwestern University）科學(xué)家開發(fā)出一種新型納米材料，可以“引導(dǎo)”電流。這一進(jìn)展可能會(huì)帶來一種計(jì)算機(jī)，可以簡單地重新配置內(nèi)部布線，成為一臺(tái)完全不同的設(shè)備，以滿足不斷變化的需求。

a，圖示：納米離子黃金納米粒子涂上單層帶電荷的C11NMe3+ CL -硫醇。B，對照實(shí)驗(yàn)中使用的納米粒子，涂有不帶電硫醇C11或C11OH。c，圖示納米離子金納米粒子薄膜沉積，

由于電子設(shè)備做得越來越小，制備電路的材料開始失去它們的屬性，并開始受制于量子力學(xué)現(xiàn)象。因?yàn)橛龅竭@個(gè)物理障礙，許多科學(xué)家就開始把電路制成多個(gè)維度，比如一個(gè)疊一個(gè)地堆疊組件。
西北大學(xué)的研究小組采取了截然不同的方法。他們制成了可重構(gòu)的電子材料：這些材料可以重新安排自身，在不同的時(shí)間滿足不同的計(jì)算需求。
3 N' p4 I: y9 V “我們新的控制技術(shù)可用以引導(dǎo)電流，只需采用一塊連續(xù)的材料。”巴托斯A.•格爾茲包斯基（Bartosz A. Grzybowski）說，他領(lǐng)導(dǎo)這項(xiàng)研究，“就像重新疏導(dǎo)一條河流一樣，電子流可以導(dǎo)向多個(gè)方向，通過一塊材料，甚至多個(gè)電子流在同一時(shí)間可以流向相反方向。”
格爾茲包斯基是麥考密克工程和應(yīng)用科學(xué)學(xué)院（McCormick School of Engineering and Applied Science）化學(xué)和生物工程教授，也是溫伯格藝術(shù)和科學(xué)學(xué)院（Weinberg College of Arts and Sciences）化學(xué)教授。
: J' |# n6 K) B1 `# I1 [西北大學(xué)的這種材料，結(jié)合了不同形態(tài)的硅和聚合物為基礎(chǔ)的電子材料，創(chuàng)造出一種新型電子材料：就是以納米粒子為基礎(chǔ)的電子材料。
2 b* w6 e# W: _+ Z這項(xiàng)研究的作者報(bào)告說，制備初步電子元件要采用這種混合材料，研究在線發(fā)表在10月16日的《自然•納米技術(shù)》（Nature Nanotechnology）雜志上。這項(xiàng)研究也將做封面故事，刊登在11月一期的雜志紙媒上。
“除了作為現(xiàn)有技術(shù)之間的立體橋梁之外，這種新材料的可逆性質(zhì)使計(jì)算機(jī)可以重定向自身電路，以適應(yīng)特定時(shí)刻的需要，” 大衛(wèi)A.•沃克（David A. Walker）說，他是這項(xiàng)研究的一位作者，也是格爾茲包斯基研究小組的研究生。
想象一下，一臺(tái)單獨(dú)的設(shè)備可以重新配置自身，變換為電阻器，整流器，二極管和晶體管，只要接收到計(jì)算機(jī)的信號(hào)就行。多維電路可重新配置為新的電子電路，只需使用不同的電脈沖輸入序列。
, c) n* B# _7 e. C5 _這種混合材料包含的導(dǎo)電顆粒，每個(gè)都是5納米寬，涂有帶正電荷的特殊化學(xué)物質(zhì)。（一納米是十億分之一米。）這些粒子周圍都是無數(shù)帶負(fù)電荷的原子，以平衡帶正電荷的粒子。給整個(gè)材料通電，小型的帶負(fù)電荷的原子可以移動(dòng)和重新配置，但相對較大的帶正電荷顆粒不能移動(dòng)。
在材料上四處移動(dòng)這些海一樣多的帶負(fù)電荷的原子，就可以調(diào)制低高電導(dǎo)區(qū)域；從而創(chuàng)造一個(gè)有向路徑，使電子可以流過這種材料。可擦除舊路徑，創(chuàng)建新路徑，只需要推拉海一樣多的帶負(fù)電荷原子。更復(fù)雜的電器元件，如二極管和晶體管，也可制成，只需使用多種類型的納米粒子。
; i; B$ v' `; Z" B8 K3 N論文題目是《動(dòng)態(tài)內(nèi)部漸變控制和導(dǎo)向電流納米材料》（Dynamic Internal Gradients Control and Direct Electric Currents Within Nanostructured Materials）。”除了格爾茲包斯基和沃克，其他作者還有中西秀行（Hideyuki Nakanishi），保羅J.•韋森（Paul J. Wesson），嚴(yán)勇（Yong Yan），他們都是西北大學(xué)的。

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