Gli scienziati della Northwestern University hanno sviluppato un nuovo nanomateriale in grado di "guidare" le correnti elettriche. Lo sviluppo potrebbe portare a un computer che può semplicemente riconfigurare il suo cablaggio interno e diventare un dispositivo completamente diverso, in base alle mutate esigenze.

Poiché i dispositivi elettronici sono costruiti sempre più piccoli, i materiali da cui sono costruiti i circuiti iniziano a perdere le loro proprietà e iniziano ad essere controllati da fenomeni di meccanica quantistica. Raggiungendo questa barriera fisica, molti scienziati hanno iniziato a costruire circuiti in più dimensioni, come impilare componenti uno sopra l'altro.

Il team della Northwestern ha adottato un approccio fondamentalmente diverso. Hanno realizzato materiali elettronici riconfigurabili:materiali che possono riorganizzarsi per soddisfare diverse esigenze computazionali in momenti diversi.

"La nostra nuova tecnologia di guida consente di utilizzare il flusso di corrente diretto attraverso un pezzo di materiale continuo, " ha detto Bartosz A. Grzybowski, che ha condotto la ricerca. "Come reindirizzare un fiume, flussi di elettroni possono essere diretti in più direzioni attraverso un blocco di materiale, anche più flussi che scorrono in direzioni opposte allo stesso tempo".

Grzybowski è professore di ingegneria chimica e biologica alla McCormick School of Engineering and Applied Science e professore di chimica al Weinberg College of Arts and Sciences.

Il materiale Northwestern combina diversi aspetti dell'elettronica a base di silicio e polimeri per creare una nuova classificazione dei materiali elettronici:l'elettronica a base di nanoparticelle.

Lo studio, in cui gli autori riferiscono di realizzare componenti elettronici preliminari con il materiale ibrido, sarà pubblicato online il 16 ottobre dalla rivista Nanotecnologia della natura . La ricerca sarà inoltre pubblicata come articolo di copertina nel numero di novembre della rivista.

"Oltre a fungere da ponti tridimensionali tra le tecnologie esistenti, la natura reversibile di questo nuovo materiale potrebbe consentire a un computer di reindirizzare e adattare i propri circuiti a ciò che è richiesto in un momento specifico, " ha detto David A. Walker, un autore dello studio e uno studente laureato nel gruppo di ricerca di Grzybowski.

Immagina un singolo dispositivo che si riconfigura in un resistore, un raddrizzatore, un diodo e un transistor basati su segnali provenienti da un computer. I circuiti multidimensionali potrebbero essere riconfigurati in nuovi circuiti elettronici utilizzando una sequenza di input variata di impulsi elettrici.

Il materiale ibrido è composto da particelle elettricamente conduttive, ogni cinque nanometri di larghezza, rivestito con una speciale sostanza chimica caricata positivamente. (Un nanometro è un miliardesimo di metro.) Le particelle sono circondate da un mare di atomi con carica negativa che bilanciano le cariche positive fissate sulle particelle. Applicando una carica elettrica attraverso il materiale, i piccoli atomi negativi possono essere spostati e riconfigurati, ma le particelle positive relativamente più grandi non sono in grado di muoversi.

Spostando questo mare di atomi negativi attorno al materiale, possono essere modulate regioni a bassa e alta conduttanza; il risultato è la creazione di un percorso diretto che consente agli elettroni di fluire attraverso il materiale. I vecchi percorsi possono essere cancellati e nuovi percorsi possono essere creati spingendo e tirando il mare di atomi negativi. Componenti elettrici più complessi, come diodi e transistor, può essere realizzato quando vengono utilizzati più tipi di nanoparticelle.