Nanotecnologia

Computador molecular: uma única molécula poderá substituir um transístor

Computador molecular: uma única molécula poderá substituir um transístor

Você consegue imaginar ter todo o conteúdo do YouTube dentro de um aparelhinho do tamanho de um iPod? Certo, você é exigente e gosta somente de filmes de alta definição - nesse caso você terá que se "contentar" com 30.000 longas-metragens de qualidade digital.

E esse super iPod é apenas uma das possibilidades abertas por duas descobertas que acabam de ser anunciadas por cientistas da IBM.

Anisotropia magnética

Em um dos artigos publicados na revista Science, os cientistas apresentam o desenvolvimento de tecnologia que permite a medição da anisotropia magnética de um átomo individual. A anisotropia é a propriedade segundo a qual as características físicas de um material variam de acordo com a direção na qual elas são examinadas.

Mesmo sendo uma medição fundamental, ela tem conseqüências tecnológicas importantes, porque a anisotropia magnética determina a capacidade de um átomo de armazenar informações. E esta é a primeira vez que se consegue medir essa propriedade de um átomo isolado.

É a anisotropia que determina se um magneto consegue ou não manter uma orientação determinada. É a variação da orientação que faz com que um elemento magnético qualquer - neste caso um único átomo - pode ser usado para representar um 0 ou um 1.

Lógica molecular

No segundo artigo, os pesquisadores apresentam uma chave feita de uma única molécula e que opera de forma consistente sem destruir a estrutura externa da molécula. Este é um passo importante rumo à construção de dispositivos - computacionais ou não - feitos em escala molecular.

No interior dos chips, os transistores funcionam justamente como chaves, ligando e desligando a passagem do fluxo de elétrons. A conjugação dos transistores forma as portas lógicas, que são os elementos básicos da computação. O que a nova tecnologia agora desenvolvida faz é demonstrar que uma única molécula pode substituir um transistor.

E mais: além de ligar a desligar a chave molecular, os cientistas demonstraram que átomos no interior de uma molécula podem ser usados para alterar átomos de uma molécula vizinha, o que transforma a estrutura em um elemento lógico básico - uma porta lógica ainda rudimentar. Essa interação atômica foi possível porque a chave molecular não afeta as características externas da molécula.

Descoberta por acidente

Bela invenção? Descoberta seria um termo mais adequado. É que este é mais um exemplo da chamada ciência acidental, aquela na qual as descobertas são feitas por acaso. Os cientistas estavam estudando as vibrações moleculares, algo muito importante quando se deseja construir componentes em nível atômico.

Durante os testes, os pesquisadores foram surpreendidos pela naftalocianina - uma pequena molécula que, ao invés de vibrar sossegada como as demais, insistia em ficar alternando de um estado para outro. Pronto, lá estava a chave molecular, pronta e robusta, funcionando de forma consistente e sem perder as características.

"Uma das belezas de se fazer ciência exploratória é que, pesquisando uma área, você às vezes tropeça com outras áreas de maior significância," disse o pesquisador Gerhard Meyer. "Embora a descoberta desse avanço científico tenha sido acidental, ele poderá ser significativo para a construção dos computadores do futuro."

Bibliografia:

Large Magnetic Anisotropy of a Single Atomic Spin Embedded in a Surface Molecular Network
Cyrus F. Hirjibehedin, Chiung-Yuan Lin, Alexander F. Otte, Markus Ternes, Christopher P. Lutz, Barbara A. Jones, Andreas J. Heinrich, Peter Liljeroth, Jascha Repp, Gerhard Meyer
Science
31 August 2007
Vol.: 317. no. 5842, pp. 1199 - 1203
DOI: 10.1126/science.1146110

Current-Induced Hydrogen Tautomerization and Conductance Switching of Naphthalocyanine Molecules
Cyrus F. Hirjibehedin, Chiung-Yuan Lin, Alexander F. Otte, Markus Ternes, Christopher P. Lutz, Barbara A. Jones, Andreas J. Heinrich, Peter Liljeroth, Jascha Repp, Gerhard Meyer
Science
31 August 2007
Vol.: 317. no. 5842, pp. 1203 - 1206
DOI: 10.1126/science.1144366




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