Eletrônica

Computação com nanotubos usa "evolução na matéria"

Computação com nanotubos usa
O compósito de nanotubos de carbono (em cima) recebe tensões de entrada em pontos específicos (embaixo à esquerda) até comportar-se como uma porta lógica (direita). [Imagem: Massey et al. - 10.1063/1.4915343]

Matéria que evolui

Um grupo de pesquisadores da USP (Universidade de São Paulo) e da Universidade de Durham (Reino Unido) está procurando inspiração na natureza para substituir os transistores eletrônicos, que estão próximos do limite físico da miniaturização.

As técnicas "evolucionárias" foram usadas para criar dispositivos de processamento de informações a partir de películas cobertas aleatoriamente por nanotubos de carbono.

"Em vez de criar circuitos com matrizes de componentes discretos (transistores), nosso trabalho pega um material desordenado e então 'treina' o material para que ele produza a saída desejada," explica Mark Massey, membro da equipe.

Embora esteja em seus estágios iniciais, esse conceito de "evolução na matéria" demonstrou que é possível fazer com que materiais sem estrutura definida "aprendam" a se comportar de forma a imitar os circuitos eletrônicos, produzindo saídas definidas para entradas conhecidas.

Esse é o princípio das portas lógicas, os blocos lógicos mais fundamentais construídos com transistores.

Computação com nanotubos usa
Circuito com duas entradas, duas saídas e cinco nós de configuração. [Imagem: Massey et al. - 10.1063/1.4915343]

Computação com nanotubos

A equipe usou nanotubos de carbono misturados em um polímero, criando uma estrutura elétrica complexa e aleatória, uma vez que os nanotubos de carbono podem ser semicondutores ou metálicos - basta 1% de nanotubos para que o compósito torne-se "computacionalmente capaz".

"Quando aplicamos tensões em pontos do material, suas propriedades elétricas se alteram. Quando os sinais corretos são aplicados, ele pode ser treinado ou 'evoluir' para desempenhar uma função útil," explica Massey.

Embora circuitos baseados em materiais compósitos desse tipo possam vir a realizar funções lógicas práticas, eles deverão ser muito mais lentos, não competindo com os circuitos eletrônicos tradicionais.

Mas poderão ser úteis para o processamento analógico de sinais ou em circuitos que exijam um baixo consumo de energia, como etiquetas RFID ou sensores de monitoramento ambiental.

Bibliografia:

Computing with Carbon Nanotubes: Optimization of Threshold Logic Gates using Disordered Nanotube/Polymer Composites
M. K. Massey, A. Kotsialos, F. Qaiser, D. A. Zeze, C. Pearson, D. Volpati, L. Bowen, M. C. Petty
Journal of Applied Physics
Vol.: 117, 134903
DOI: 10.1063/1.4915343




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