前沿科技之計算機自動布線

掃街

美國西北大學（Northwestern University）科學家開發出一種新型納米材料，可以“引導”電流。這一進展可能會帶來一種計算機，可以簡單地重新配置內部布線，成為一臺完全不同的設備，以滿足不斷變化的需求。

- z" A# F# {0 g) ^, M$ ]a，圖示：納米離子黃金納米粒子涂上單層帶電荷的C11NMe3+ CL -硫醇。B，對照實驗中使用的納米粒子，涂有不帶電硫醇C11或C11OH。c，圖示納米離子金納米粒子薄膜沉積， & c' T. J  N  l0 z1 j

由于電子設備做得越來越小，制備電路的材料開始失去它們的屬性，并開始受制于量子力學現象。因為遇到這個物理障礙，許多科學家就開始把電路制成多個維度，比如一個疊一個地堆疊組件。
西北大學的研究小組采取了截然不同的方法。他們制成了可重構的電子材料：這些材料可以重新安排自身，在不同的時間滿足不同的計算需求。
“我們新的控制技術可用以引導電流，只需采用一塊連續的材料。”巴托斯A.•格爾茲包斯基（Bartosz A. Grzybowski）說，他領導這項研究，“就像重新疏導一條河流一樣，電子流可以導向多個方向，通過一塊材料，甚至多個電子流在同一時間可以流向相反方向。”
, c' K7 D" F  P  g! j# d格爾茲包斯基是麥考密克工程和應用科學學院（McCormick School of Engineering and Applied Science）化學和生物工程教授，也是溫伯格藝術和科學學院（Weinberg College of Arts and Sciences）化學教授。
. ?! ^  Y! \" _9 G, |. c, p# q- z8 l% Y6 Q西北大學的這種材料，結合了不同形態的硅和聚合物為基礎的電子材料，創造出一種新型電子材料：就是以納米粒子為基礎的電子材料。
* h: @! d* l, v& |9 C( z這項研究的作者報告說，制備初步電子元件要采用這種混合材料，研究在線發表在10月16日的《自然•納米技術》（Nature Nanotechnology）雜志上。這項研究也將做封面故事，刊登在11月一期的雜志紙媒上。
* f/ ~! Y4 @6 {8 |8 q, ^8 U1 d  C “除了作為現有技術之間的立體橋梁之外，這種新材料的可逆性質使計算機可以重定向自身電路，以適應特定時刻的需要，” 大衛A.•沃克（David A. Walker）說，他是這項研究的一位作者，也是格爾茲包斯基研究小組的研究生。
想象一下，一臺單獨的設備可以重新配置自身，變換為電阻器，整流器，二極管和晶體管，只要接收到計算機的信號就行。多維電路可重新配置為新的電子電路，只需使用不同的電脈沖輸入序列。
5 ~3 E- |" F" t- y: k* t- J9 Y/ u: ]這種混合材料包含的導電顆粒，每個都是5納米寬，涂有帶正電荷的特殊化學物質。（一納米是十億分之一米。）這些粒子周圍都是無數帶負電荷的原子，以平衡帶正電荷的粒子。給整個材料通電，小型的帶負電荷的原子可以移動和重新配置，但相對較大的帶正電荷顆粒不能移動。
! @; u! C- i5 S% q在材料上四處移動這些海一樣多的帶負電荷的原子，就可以調制低高電導區域；從而創造一個有向路徑，使電子可以流過這種材料。可擦除舊路徑，創建新路徑，只需要推拉海一樣多的帶負電荷原子。更復雜的電器元件，如二極管和晶體管，也可制成，只需使用多種類型的納米粒子。
6 x% F9 G" F( u7 r論文題目是《動態內部漸變控制和導向電流納米材料》（Dynamic Internal Gradients Control and Direct Electric Currents Within Nanostructured Materials）。”除了格爾茲包斯基和沃克，其他作者還有中西秀行（Hideyuki Nakanishi），保羅J.•韋森（Paul J. Wesson），嚴勇（Yong Yan），他們都是西北大學的。

# N' v" `6 q, M8 v- q