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Eletrônica

Nanotubos treinados fazem computação sem transistores

Com informações do IFSC - 04/05/2015

Nanotubos treinados fazem computação sem transistores
Conforme os cristais líquidos se alinham com os campos elétricos, eles ajudam a alinhar os nanotubos, alterando a estrutura elétrica do material, que "aprende" a fazer cálculos computacionais. Veja mais em - Computação com nanotubos usa "evolução na matéria".
[Imagem: Mark Massey/Durham University]

Evolução na matéria

Um trabalho pioneiro, desenvolvido por pesquisadores do Instituto de Física de São Carlos (IFSC) da USP, em parceria com colegas da Universidade Durham, no Reino Unido, está usando um novo paradigma para construir e miniaturizar dispositivos para o processamento de informações.

Apelidada de "evolução na matéria", essa nova técnica de realização de cálculos foi anunciada há poucos dias aqui no Site Inovação Tecnológia.

Agora, o pesquisador Diogo Volpati, do IFSC, principal autor do trabalho, dá novas informações sobre o que já foi feito e os planos futuros da equipe.

Eletrônica sem transistores

A ideia é construir circuitos eletrônicos sem a necessidade de montar cuidadosa e organizadamente componentes individuais, os conhecidos transistores.

Para isso, a equipe está desenvolvendo algoritmos evolutivos que controlam o envio de pulsos elétricos para compostos à base de nanotubos de carbono dispersos em polímeros ou cristais líquidos, alterando sua estrutura e, por decorrência, seu comportamento elétrico e eletrônico.

Comparando cada pulso elétrico de entrada com a saída do material, o algoritmo vai ajustando os estímulos para obter as saídas desejadas.

Ou seja, a evolução na matéria permite que os nanotubos sejam "treinados" através dos estímulos elétricos, calculados com precisão pelo algoritmo computacional evolutivo.

"Ao mesmo tempo em que eu altero as propriedades dos nanotubos aplicando estímulos elétricos em suas diferentes regiões de acordo com um algoritmo evolutivo, outro programa de computador executa uma determinada tarefa computacional através da rede de nanotubos. Só encerro o algoritmo evolutivo quando os nanotubos estiverem 'treinados', permitindo que o compósito execute a tarefa computacional designada," explica o professor Diogo.

Nanotubos treinados fazem computação sem transistores
Diogo Volpati está à frente dos experimentos para "ensinar" os nanotubos a fazer computação sem usar transistores.
[Imagem: IFSC]

Computação sem transistores

O trabalho teve início em 2014, e a equipe já está fornecendo os materiais para que eles sejam testados por vários colaboradores europeus da área de "ciências da computação sem transistores".

A próxima fase do trabalho será criar um circuito real, porém, substituindo o polímero por cristais líquidos, uma vez que esses materiais habilitam os movimentos dos nanotubos de carbono dispersos na rede de cristais líquidos.

"Nosso principal objetivo é modificar as propriedades locais do material alterando a orientação espacial inicial dos nanotubos, para que eles executem as tarefas computacionais," ressalta Diogo.

Bibliografia:

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

Artigo: Exploring the alignment of carbon nanotubes dispersed in a liquid crystal matrix using coplanar electrodes
Autores: Diogo Volpati, M. K. Massey, D. W. Johnson, A. Kotsialos, F. Qaiser, C. Pearson, K. S. Coleman, G. Tiburzi, D. A. Zeze, M. C. Petty
Revista: Journal of Applied Physics
Vol.: 117, 125303
DOI: 10.1063/1.4916080





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