前沿科技之計(jì)算機(jī)自動(dòng)布線

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美國(guó)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(lái)一種計(jì)算機(jī),，可以簡(jiǎn)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,。
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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(duì)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,， * r- l" B' d" Q7 B

由于電子設(shè)備做得越來(lái)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,。
“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,�,！卑屯兴笰.•格爾茲包斯基（Bartosz A. Grzybowski）說(shuō)，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,。
9 Y% q1 W" c) ~3 Z/ `6 C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,。
# H4 ]$ B$ b! K3 R" b" j6 C這項(xiàng)研究的作者報(bào)告說(shuō),，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(shuō),，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,。
5 R; o- m' B$ Y% v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(wú)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(duì)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�,？刹脸�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,。
- s$ {& R) I6 z3 G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。