Computer che cambiano i propri circuiti hardware?

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 sia in grado di riconfigurare il suo cablaggio interno e diventare un dispositivo completamente diverso, basato su nuove esigenze.

Poiché i dispositivi elettronici sono sempre più piccoli, i materiali di cui sono costruiti i circuiti cominciano a perdere le loro proprietà e cominciano ad essere affetti da fenomeni di meccanica quantistica. Col raggiungimento di questa barriera fisica, molti scienziati hanno iniziato a costruire circuiti in molteplici dimensioni, impilando i componenti uno sopra l’altro.

Il team della Northwestern ha adottato un approccio fondamentalmente diverso. Ha riconfigurato i materiali elettronici in modo che si possano riorganizzare per soddisfare le diverse esigenze di calcolo in tempi diversi.

“La nostra nuova tecnologia permette l’uso di flussi di corrente continua attraverso un dato materiale”, ha dichiarato Bartosz Grzybowski, che ha guidato la ricerca. “Come se si reindirizzasse il flusso di un fiume, i flussi di elettroni possono essere diretti in più direzioni attraverso un materiale. Addirittura, possono esserci più flussi che scorrono in direzioni opposte allo stesso tempo”.

Il nuovo materiale della Northwestern combina diversi aspetti del silicio e di alcuni polimeri per creare una nuova classificazione di materiali elettronici, chiamati “nanoparticelle a base elettronica”.

Lo studio, in cui gli autori descrivono la costruzione di componenti elettronici con il materiale ibrido, è stato pubblicato online il 16 ottobre sulla rivista Nature Nanotechnology.

“Oltre a costituire un ponte tridimensionale tra le tecnologie esistenti, la reversibilità di questo nuovo materiale potrebbe consentire a un computer di reindirizzare e adattare il proprio circuito proprio a quanto richiesto in un determinato momento nel tempo,” ha detto David A. Walker, un autore dello studio e dottorando del gruppo di ricerca di Grzybowski.

Immaginate un unico dispositivo che si riconfigura in una resistenza,  un diodo o un  transistor basandosi sui segnali di un computer. Il circuito multi-dimensionale potrebbe essere riconfigurato in nuovi circuiti elettronici utilizzando una sequenza variegata di input di impulsi elettrici.

Il materiale ibrido è composto da particelle elettricamente conduttive, ogni cinque nanometri di larghezza, rivestito con una sostanza chimica speciale con carica positiva. (Un nanometro è un miliardesimo di metro). Le particelle sono circondate da un mare di atomi con carica negativa che bilanciano le cariche positive fisse sulle particelle. Applicando una carica elettrica attraverso il materiale, le cariche negative possono essere spostate e riconfigurate, ma le particelle positive non sono in grado di muoversi.

Spostando questo mare di atomi negativi su tutta la lunghezza del materiale, le regioni di conduttanza bassa e alta possono essere modulate, e il risultato è la creazione di un percorso diretto che permette agli elettroni di fluire attraverso il materiale. I componenti elettrici più complessi, come i diodi e i transistor, possono essere realizzati quando vengono utilizzati diversi tipi di nanoparticelle.