Nanotehnologija

Nanotehnologija je dugo shvatana kao naučna fantastika. Uostalom, kako drugačije shvatiti ideju postojanja kompjutera veličine vrha čiode?

Istorijski gledano, nanotehnologija (tehnologija povezivanja atoma u minijaturne strukture koje predstavljaju uređaje) nauka je stara deset godina. Sumio Iijima, istraživač japanskog NEC-a, pronašao je 1991. godine nano-cevi, veoma male cilindre debljine nekoliko atoma sa dobrim osobinama za izgradnju čipova. Pet godina kasnije pronađene su ugljenične nano-cevi, za šta su Robert F. Curl, Harold W. Kroto i Richard E. Smalley dobili Nobelovu nagradu. Predviđanja naučnika koja su se pojavljivala tih godina, na osnovu ovih pronalazaka, a koja su govorila o procesorima veličine nekoliko nanometara (milijarditih delova metra), nisu bila shvaćena ozbiljno.

Istraživanja u IBM-u

Nakon mnogih uspešnih projekata u ovoj oblasti IBM, jedna od najvećih kompanija po pitanju patenata, i sama je ušla u sferu nanotehnologije i otišla najdalje u istraživanjima.

Krajem aprila istraživači ove kompanije napravili su od ugljeničnih nano-cevi (engl. carbon nanotubes) veliki broj tranzistora „u jednom komadu”. Širine od 5 do 10 atoma i 10.000 puta tanje od ljudske dlake, nano-cevima bi se lakše postiglo kreiranje grupa tranzistora, tako da bi čipovi iz IBM-a u budućnosti imali tako male dimenzije kakve nikada ne bi mogle da se ostvare klasičnim litografskim putem na silicijumu. Govori se o dimenzijama 500 puta manjim od današnjih.

Poluprovodnička evolucija oličena u nano-cevima nije stala samo na formiranju tranzistora. Istraživači IBM-a već rade na nekim prostijim kolima, a njihovu upotrebu očekuju za pet godina, kada će se pojaviti prvi hibridni čipovi (spoj silicijumske i nanotehnologije). Prvi hibridni čipovi biće memorije, i to keš memorije za nove generacije silicijumskih procesora. Potpuna zamena silicijuma, kako predviđaju ljudi iz IBM-a, desiće se u sledećoj deceniji.

Istraživanja u Nemačkoj

Nanotehnologija se ne zaustavlja na nano-cevima. Mihael Štuke i Markus Koh (Michael Stuke i Markus Koch), naučnici nemačkog instituta „Max Plank”, pronašli su nov materijal za nano-žice. Za svoje nano-žice koristili su svilu pauka crne udovice, a „tanjeći” ih laserom postigli su debljinu vlakna od 100 nanometara. Naučnici teže da u budućnosti naprave još tanje a duže žice (za sada su dužine oko 1 metra).

Na Univerzitetu u Lajpcigu grupa naučnika bazira svoja istraživanja na tečnim kristalima od kojih žele da naprave nano-pumpu (složenija struktura sa više nano-cevi). Tečni kristali danas se koriste u displejima zbog osobine da se njihovi molekuli pokreću usled električnog polja polarizujući svetlost. Međutim, nemački naučnici postigli su da molekuli tečnih kristala formiraju lančane strukture čime se postiže tzv. gumena forma - polimer nazvan poliksilosan. Lančana struktura izgleda kao češalj i skuplja se ili čak pravi talase pod dejstvom električnog polja.

Nano-memorija

O važnosti istraživanja u oblasti nanotehnologije govori i skorašnje investiranje u takva istraživanja na Univerzitetu Jejl (SAD) od strane američkog Saveta za odbranu. Vrednost ulaganja je tri miliona USD, a istraživanje koje je dobilo tako veliku pažnju jeste prototip kompjuterske memorije kod koje jedan jedini molekul memoriše jedan bit informacije.

Mark Rid i njegove kolege sa Univerziteta Jejl napravili su prekidače od ugljeničnih molekula koji provode struju između dve zlatne elektrode. Reagujući na struju, molekuli se mogu naći u dva moguća stanja: stanje visoke provodnosti (logička jedinica) i male provodnosti (logička nula). Podešavajući napon na ulaznim elektrodama može se očitavati stanje molekula (čitanje), promeniti njegovo stanje (pisanje) ili promeniti stanje u neodređeno (brisanje). Time se ovaj prototip ponaša kao klasična memorija. Razmak između elektroda je 30 do 50-milionitih delova milimetra, tako da će veličina ovakve memorije biti veoma mala.

Atom po atom - procesor

Silicijum je svih ovih godina osnova za pravljenje procesora i čipova uopšte. Dalje smanjivanje dimenzija komponenti koje se litografskim putem urezuju na silicijum formirajući čip, radi unapređenja performansi, prema predviđanjima, za desetak godina će dostići fizičke granice. Bez obzira da li su te najave tačne ili ne, proizvođači čipova se polako pripremaju da silicijum ode u istoriju. Istraživanja u oblasti nanotehnologije već danas se smatraju za tehnologiju koja će zameniti današnji koncept izrade čipova. Naravno, lepo zvuči „imati sve u malom prstu”, a na vrhu prsta - moćan kompjuter.

Dušan STOJIČEVIĆ