Ottica boom: Grafene svolta potrebbe produrre chip un milione di volte più veloce
Gli elettroni che si muovono più velocemente della velocità di riduzione della luce che emettono i plasmoni in due direzioni, indicato come il rosso linea ondulata sul foglio di grafene, il blu del reticolo.
Ad un evento a Londra per festeggiare i 15 anni che sono passati da quando il grafene è stato scoperto da Andre Geim e Konstantin Novoselov, quest’ultimo ha incoraggiato i ricercatori per affrontare le questioni che vanno dal cambiamento climatico alla malattia con una nuova ondata di “materiali avanzati” che potrebbe presto seguire grafene.
Scoperto nel 2004 presso l’Università di Manchester, il grafene è, semplicemente, uno incredibilmente sottile strato di grafite, che è, il carbonio, il piombo si possono trovare presso la punta della matita.
Più scientificamente, è un atomo di spessore lastra esagonale atomi di carbonio disposti in una struttura a nido d’ape. Perché una delle sue dimensioni, la sua larghezza è di nano-dimensioni, il grafene è effettivamente un materiale 2D, e il primo mai scoperto dall’uomo.
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Le sue proprietà spesso rendere il suono come si è usciti da un film di fantascienza. È 200 volte più resistente dell’acciaio e sei volte più leggero; un team di ingegneria alla Columbia University, una volta ha detto che sarebbe prendere un elefante in equilibrio su una matita per rompere un foglio di grafene spessa come un foglio di pellicola trasparente.
E ha la straordinaria proprietà di conducibilità, che è il motivo per cui ha tanto scalpore nel settore dell’elettronica. Samsung Electronics, per uno, ha già sintetizzato un “grafene palla” che potrebbero essere utilizzati per rendere le batterie durano più a lungo e carica più velocemente.
Ora ci sono 6.000 imprese solo in Cina che sono registrati come grafene-correlati. Huawei lo scorso anno ha iniziato per la gestione del calore nei suoi telefoni. Xiaomi auricolari del contenere una grafene diaframma per una più veloce trasmissione del suono. Anche i corridori può aspettare di trovare nella prossima generazione, più forte formatori.
Grafene appartiene tanto al futuro che è già stato usato come “hyped” – che è quasi un necessario il battesimo per qualsiasi che si rispetti nuova tecnologia. La difficoltà di produrre su larga scala e fino a rigorosi standard di qualità, in particolare, ha consentito di essere sempre più indicato come un “non è così chiedo” un materiale che non riesce a mantenere le sue promesse.
Il suo creatore Novoselov spazzolato fuori di tali crediti con una scrollata di spalle. “Il grafene diventerà un bene materiale”, ha assicurato ZDNet. “L’hype è parte di un ciclo naturale. La nuova tecnologia non è mai veloce per essere applicato in commercio, soprattutto nel caso dei nanomateriali.”
Ha un punto. Prendere silicio: il materiale è stato scoperto nel 1824, ma era solo 124 anni dopo che il primo chip di silicio è stato creato.
Di serie tech imprenditore Serguei Beloussov, che vanta anche un Dottorato di ricerca in scienze informatiche, condivide una simile visione. Ha paragonato il grafene hype per i genitori che si lamentano che i loro due-anno-vecchio bambino non può correre una maratona: “ecco perché è due anni”, ha detto a ZDNet. “È un processo lungo.”
Per lui, non c’è dubbio che il grafene è pronto per essere adottato il futuro commerciale. In alcuni aspetti, è già una scientifica cosa del passato.
Beloussov, infatti, ha appena lanciato una nuova formazione e centro di ricerca, Sciaffusa Institute of Technology (SIT), con Novoselov come presidente del consiglio consultivo; tra le aree di studio, ha detto, il grafene non avrà il posto d’onore.
Invece, gli studenti possono applicare se stessi alla ricerca di ciò che Novoselov concentrato nella sua presentazione: materiali avanzati.
Coloro che sono nuovi, unici materiali che gli scienziati non credono che possa esistere fisicamente, e il grafene è uno di loro. Novoselov ha spiegato che nel 2004, prima della sua scoperta, la comunità scientifica ha negato la possibilità di grafene: “A quel punto abbiamo pensato che non dovrebbe esistere”, ha detto.
I ricercatori avevano già ipotizzato circa il materiale, ma aveva concluso che un singolo, 2D strato atomico era troppo instabile stato per renderlo un fisico possibilità.
Così, quando Novoselov e Geim ha iniziato a separare gli strati di carbonio, in un primo momento semplicemente posizionando il nastro adesivo sulla grafite e a separarli per scoprire alla fine di grafene, ciò che in realtà ha fatto è stato quello di creare qualcosa che prima non avevo mai visto in natura.
Per Novoselov, questo è il vero interesse della materia, più che il materiale stesso. “Il grafene ha aperto la strada ad altre 2D materiali, e quindi i materiali artificiali. Questo è il fulcro della mia ricerca ora,” ha detto.
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Il grafene ha dimostrato che ci potrebbe essere un mondo al di là del naturale, sostanze impiegate per costruire oggetti.
“Quello che abbiamo avuto fino ad ora”, ha detto Novoselov, “sono materiali, ognuno con proprietà che una volta assemblati hanno una funzionalità. Ma voglio concentrarmi sulla creazione di materiali che di loro hanno già una funzionalità”.
Per illustrare, si prende l’esempio del corpo umano, in cui ogni cella è attivo e funzionale: materiali modellati sulle cellule poteva comportarsi in un modo di vivere, di reagire a diversi ambienti e risolvere i problemi.
O, materiali potrebbero essere progettato per copiare un albero di comportamento e rispondere per danni mediante la creazione di nuovo tessuto sano. Invece di utilizzare i materiali per costruire i computer, ha continuato Novoselov, materiali potrebbero essere i computer stessi e prendere decisioni da soli.
Le possibilità sono innumerevoli. “E’ stato un lungo processo di pensiero da grafene a quello che sto facendo ora”, ha detto il fisico. “Ed è completamente nuovo paradigma del lavoro. Ma si potrebbe affrontare tanti problemi con quel tipo di tecnologia.”
Nella tecnologia dei computer, non c’è motivo di essere eccitato. L’industria elettronica è bloccato in una corsa da effettuare mentre di dover sostenere un aumento del consumo di dati, che ha portato alla produzione sempre più piccoli chip di silicio imballato con transistor.
I computer quantistici o fotoniche computer sono esempi di soluzioni ingegneri stanno girando per risolvere il problema. Cue materiali avanzati.
“La nostra tecnologia è limitata a un paio di materiali, con funzionalità limitate, e siamo stati troppo timidi per presentare nuove soluzioni”, ha detto Novoselov. “Materiali avanzati può cambiare.”
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La sua prospettiva è quella di uno scienziato, ma potrebbe anche essere quella di un imprenditore. Le opportunità commerciali che materiali avanzati, potrebbero aprire sono, infatti, enorme, e che è esattamente la motivazione dietro la creazione del SIT.
Egli ha spiegato che il nuovo istituto sarà una nuova forma di cooperazione tra l’industria e l’istruzione, in cui la ricerca fondamentale svolto sarà targeting le sfide che sono stati appositamente individuati all’interno dei settori per i prossimi venti anni. Essi comprendono il riscaldamento globale, l’esplorazione dello spazio, di guerre e di violenza, di povertà e molti altri.
“Anche se si chiamano “materiali avanzati”, siamo solo all’inizio di questa nuova tecnologia. Ci sono così tante soluzioni che potrebbe portare, che non sapevo neanche di cui avevamo bisogno.”
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