News image News image News image News image News image News image News image News image


Нанотехнологии и молекулярные вычислительные устройства
Новости и технологии - Технологии

Нанотехнология сегодня в немалой степени определяет пути дальнейшего развития вычислительной техники. В постоянно совершенствуемых цифровых ЭВМ уже близок предел миниатюризации их элементной базы, когда отдельные молекулы используются как переключающиеся элементы. Для выполнения все более усложняющихся вычислительных задач создают принципиально новые устройства, реализующие биологические принципы обработки информации. Именно с помощью таких систем достижимо эффективное решение проблем искусственного интеллекта.

Возможности использования природных микрообъектов или же конструирования их рукотворных аналогов, способных выполнять те или иные макроскопические действия, научное сообщество активно обсуждает с середины XX в. По-видимому, одним из первых в этом поиске был знаменитый австрийский физик, нобелевский лауреат 1933 г. Эрвин Шредингер (иностранный почетный член АН СССР с 1934 г.), в 1943 г. предложивший идею апериодического кристалла — системы молекулярного уровня, способной хранить огромную генетическую информацию. Но реальным провозвестником нанотехнологии следует считать выдающегося американского физика, нобелевского лауреата 1965 г. Ричарда Фейнмана, в 1959 г.

Эксперименты в этой области привели к созданию действующих прототипов молекулярных запоминающих устройств. По-видимому, наиболее близкими к практическому применению оказались варианты оперативной памяти для ЭВМ, разработанные в Сиракьюсском университете (США) Робертом Берджем в конце 1980-х — начале 1990-х годов на основе уникального белка бактериородопсина. Его молекулы — каждая из них представляет циклическую комбинацию семи полипептидных спиралей, внутри которой находится светочувствительный фрагмент хромофор, — образуют фотосинтетический центр галобактерий. Поглощая квант света, этот белок действует как протонный насос, способствуя синтезу аденозинтрифосфата (АТФ) — нуклеотида, во всех живых организмах выполняющего роль универсального аккумулятора и переносчика энергии. При таком поглощении происходят структурные перестройки молекулы.

В то же время бактериородопсин обладает уникальной для белков стабильностью. Он способен многие годы сохранять неизменными свойства в виде сухого образца или в полимерных пленках. Фундаментальное свойство его молекулы — фотохимический цикл: после поглощения кванта света она проходит последовательность возбужденных состояний и самопроизвольно возвращается в исходную форму. При этом изменяются оптические характеристики белка. Таким образом, природный бактериородопсин при комнатной температуре ведет себя как фотохромная среда с малым временем хранения информации (не более микросекунд). При температуре 77 К фотоцикл разрывается, и молекула приобретает свойства системы с двумя устойчивыми состояниями. Переходы между ними инициирует свет в видимом диапазоне спектра в области довольно широких полос поглощения с максимумами при 540 и 412 нм. Используя этот эффект, группа Берджа сконструировала память емкостью 25 Мб. А продолжением стала работа над объемной памятью, действующей при комнатной температуре.

Оценки показывают: примерно в 3 см3 полимера может записываться, храниться, считываться лазерными лучами информация объемом в сотни гигабайт. Однако создание такой системы - сложнейшая научная и техническая задача, поэтому до настоящего времени основные решения отрабатывают на действующих макетах с емкостью памяти 1-2 кб.

 


Читайте:


Добавить комментарий


Защитный код
Обновить

Применение нанотехнологий

Наноматериал - не мокрый даже под водой

News image

Химики в Университете Цюриха разработали новую ткань, которая не намокает даже при полном погружении в воду...

Что нам готовят нанотехнологии: теория и

News image

В большом количестве печатных источников сообщается, что на основе нанотехнологий могут быть созданы товары и пр...

Наука на военной службе: нанотехнологии

News image

Минобороны США (DoD) начинает совместный пятилетний проект с Массачусетским технологическим институтом (MIT): военные и учёные бу...

Самовоспроизводящиеся материалы

News image

В природе организмы способны к воспроизводству, но человеку пока не удавалось создать искусственный материал, который мо...

Раскрыта тайна треугольных снежинок

News image

Снегопад вопросов о таинственной треугольной форме снежинки вскоре может ослабеть, благодаря новым исследованиям по формированию сн...

Открыты новые свойства термоэлектрически

News image

Учёные из Университетов Орхуса и Копенгагена в результате исследований пришли к новым интересным данным, недавно оп...

Что такое композитные материалы

News image

Многокомпонентные материалы, состоящие, как правило, из пластичной основы (матрицы), армированной наполнителями, обладающими высокой прочностью, жесткостью и ...

О спиновых кубитах (новости нанотехнолог

News image

Электронные спины рассматриваются как вероятные кандидаты в носители квантовой информации. Логические состояния спинового кубита «0» и ...

Новости нанотехнологий

Кремниевые нанотрубки выращивают без применения золота

Кремниевые нанопроволоки помогут уменьшить размеры микрочипов. Ученые из Института Физики микроструктур Макса Планка в Галле впервые разработали нанопроволоки на кре...

Казавшаяся трудноразрешимой задача придания изделиям из

Казавшаяся трудноразрешимой задача придания изделиям из графена желаемой формы оказалась подвластна капелькам воды – о пластичности графеновых наноструктур сообщают химики из...

Влияние полярности электрического поля на рост вертикал

Одно из наиболее перспективных направлений использования углеродных нанотрубок (УНТ) связано с разработкой холодных полевых эмиттеров на их основе. Уникальные особенности та...

Наноальтернатива таблеткам

  Одним из первых медицинских применений нанотехнологии стало разработанное учеными из США быстродействующее лекарство от импотенции, которое сможет соперничать таблетками Частицы препарата ...

Композиты медицинские «MBM — ЛН»

Справка о применении в клинической практике композитного материала «MBM — ЛН» Композитный материал «MBM — ЛН» представляет собой ткань черного цвета. Развитая по...

More in: Технологии, Наноматериалы, Наномедицина, НаноТехника , Новости

Популярные заметки:

Космический лифт и нанотехнологии

От фантастики к реальности КОСМИЧЕСКИЙ ЛИФТ - это лента, один конец которой присоединен к поверхности Земли, а другой находится на...

Создан пластик для солнечных батарей

Как сообщает портал Earth & Sky, создан пластик, который способен применяться в солнечных батареях. Ученые, рабатющие над созданием нового вида со...

Немецкий лазерный пинцет удостоен американской премии

Немецкая компания JPK Instruments (Берлин) была удостоена американской премии Prism Award for Photonics Innovation. Всего международное жюри оценивало более 135 прод...

Ученые Северной Каролины разрабатывают гибкие антенны

Антенны не только для того, чтобы слушать радио. Они используются во всем, начиная с сотовых телефонов и заканчивая GPS. Исследование го...

Светодиоды: реальная угроза рынку света

Cветотехнический рынок уже давно поделился две группы. Первая — те, кто продвигает лампы накаливания, галогенные и люминесцентные лампы. Вторая же гр...

Your are currently browsing this site with Internet Explorer 6 (IE6).

Your current web browser must be updated to version 7 of Internet Explorer (IE7) to take advantage of all of template's capabilities.

Why should I upgrade to Internet Explorer 7? Microsoft has redesigned Internet Explorer from the ground up, with better security, new capabilities, and a whole new interface. Many changes resulted from the feedback of millions of users who tested prerelease versions of the new browser. The most compelling reason to upgrade is the improved security. The Internet of today is not the Internet of five years ago. There are dangers that simply didn't exist back in 2001, when Internet Explorer 6 was released to the world. Internet Explorer 7 makes surfing the web fundamentally safer by offering greater protection against viruses, spyware, and other online risks.

Get free downloads for Internet Explorer 7, including recommended updates as they become available. To download Internet Explorer 7 in the language of your choice, please visit the Internet Explorer 7 worldwide page.