האם יום אחד מחשב יוכל לחווט את עצמו מחדש?

מדענים מאוניברסיטת נורת'ווסטרן הצליחו לפתח ננו-חומר חדש המסוגל "לנתב" זרמים חשמליים שיוביל ליצירת מחשב שיוכל פשוט לארגן מחדש את החיווט הפנימי בתוכו ולהפוך להתקן שונה לחלוטין, כתלות בצרכים המשתנים

מחשב המחווט עצמו מחדש. צילום: אוניברסיטת נורת'ווסטרן

מדענים מאוניברסיטת נורת'ווסטרן הצליחו לפתח ננו-חומר חדש המסוגל "לנתב" זרמים חשמליים. הפיתוח יוכל להוביל ליצירת מחשב שיוכל פשוט לארגן מחדש את החיווט הפנימי בתוכו ולהפוך להתקן שונה לחלוטין, כתלות בצרכים המשתנים.

בעוד שהתקנים אלקטרוניים הופכים לזעירים יותר ויותר, החומרים מהם מורכבים המעגלים החשמליים מתחילים לאבד את התכונות שלהם והופכים להיות מוגבלים יותר ויותר על-ידי העקרונות של מכניקה קוונטית. בהגיעם למחסום פיסיקלי זה, מדענים רבים מתחילים לבנות מעגלים במספר ממדים, בדומה להערמת רכיבים אחד מעל מהשני. כעת, צוות המחקר מאוניברסיטת נורת'ווסטרן פנה לגישה אחרת. הם פיתחו חומרים אלקטרוניים הניתנים לארגון מחדש: חומרים המסוגלים לארגן את עצמם מחדש בכדי לעמוד בצרכים משתנים של המחשב המתעוררים בזמנים שונים.

"טכנולוגיית הניתוב החדשה שלנו מאפשרת לנו להכווין זרם חשמלי דרך פיסה של חומר רציף," מסביר המדען שהוביל את המחקר Bartosz A. Grzybowski. "בדומה להטיית נהר, זרמי אלקטרונים ניתנים לניתוב למספר כיוונים באמצעות חסימת החומר – אפילו לקבלת מצב של מספר זרמים הזורמים בכיוונים מנוגדים האחד לשני בו בזמן." החומר החדש משלב היבטים שונים של רכיבי אלקטרוניקה מבוססי-סיליקון ומבוססי-פולימרים ליצירת משפחה חדשה לחלוטין של חומרים המשמשים לפיתוח רכיבי אלקטרוניקה: רכיבי אלקטרוניקה מבוססי-ננו-חלקיקים. ממצאי המחקר פורסמו לאחרונה בכתב העת המדעי Nature Nanotechnology.

"נוסף על פעילותם כגשרים תלת-ממדיים בין טכנולוגיות קיימות, האופי ההפיך של חומר חדש זה יוכל לאפשר למחשב לנתב מחדש ולאמץ לעצמו את המעגלים החשמליים הנדרשים לו ברגע מסוים," מסביר אחד מהחוקרים. דמו בעיני רוחכם התקן יחיד המסוגל לארגן את עצמו מחדש לנגד (resistor), למְיַשֵּׁר (rectifier), לדיודה ולטרנזיסטור, כל זאת כתלות באותות המתקבלים ממחשב. המעגל החשמלי התלת-ממדי יוכל לארגן את עצמו מחדש למעגלים חשמליים חדשים באמצעות קבלת אותות מגוונים שמקורם בקלטים אלקטרוניים.

החומר ההיברידי מורכב מחלקיקים מוליכי חשמל, כל אחד מהם בגודל של חמישה ננומטרים, המצופים בכימיקל מיוחד הטעון חיובית. החלקיקים מוקפים ב"ים" של אטומים הטעונים שלילית המאזנים את המטענים החיוביים הנמצאים ע"ג החלקיקים עצמם. באמצעות הפעלת מטען חשמלי לאורך החומר, האטומים הטעונים חיובית הזעירים מסוגלים לנוע ולארגן את המערך שלהם מחדש, וזאת בניגוד לחלקיקים גדולים יותר. באמצעות הזזת "ים" האטומים הטעונים שלילית מסביב לחומר, ניתן ליצור אזורים בעלי מוליכות חשמלית נמוכה או גבוהה לפי הצורך; בשיטה זו ניתן ליצור מסלול מנותב המאפשר לאלקטרונים לנוע דרכו בתוככי החומר. ניתן "למחוק" מסלולים נושנים וליצור מסלולים חדשים באמצעות דחיפת ומשיכת "ים" האטומים הטעונים שלילית. רכיבי אלקטרוניקה מורכבים יותר, כגון דיודות וטרנזיסטורים, ניתנים להכנה באמצעות השימוש בסוגים שונים של ננו-חלקיקים.

הידיעה על המחקר

{loadposition content-related}