211service.com
Nano Lube varētu padarīt iespējamu īpaši blīvu atmiņu
Pētnieki ir palīdzējuši izveidot atmiņas mikroshēmas, kas ir 10 līdz 100 reizes blīvākas nekā mūsdienu ierīces, izstrādājot veidu, kā samazināt berzi nanomērogā. Metodei varētu būt tālejoša ietekme gan uz mikro-, gan nanoelektromehāniskajām sistēmām (MEMS un NEMS), kuras izmanto glabāšanai un citiem lietojumiem sakaros un skaitļošanā.
Šis attēls parāda dramatisko berzes samazināšanos, kas rodas, kad atomu spēka mikroskopa gals tiek vibrēts, pārvietojoties pa virsmu. Berzes samazināšana varētu palīdzēt izveidot ļoti blīvas atmiņas ierīces. (Ar Anisoara Socoliuc, Bāzeles Universitātes piekrišanu.)
Šķidrās smērvielas nedarbojas nano mērogā; kā rezultātā sīkas mehāniskās ierīces var nolietoties pārāk ātri, lai tās būtu praktiskas. Tagad fiziķi Bāzeles Universitātē Šveicē ir izstrādājuši sausās eļļošanas metodi, kas izmanto nelielas vibrācijas, lai novērstu daļu nolietošanos.
Metode, kas aprakstīta pašreizējā izdevumā Zinātne , varētu būt īpaši noderīga jaunai atmiņas ierīču klasei, kuras aizsācējs ir IBM ar savu Millipede tehnoloģiju, kas izmanto tūkstošiem atomspēka mikroskopa uzgaļu, lai fiziski ierakstītu bitus uz virsmas, polimēra substrātā izveidojot dalījumus un vēlāk tos nolasot. Nano smērvielu varētu izmantot arī ar maziem rotējošiem spoguļiem, kas varētu kalpot kā optiskie maršrutētāji sakaros un mehāniskajos slēdžos, aizstājot tranzistorus datoru procesoros, tādējādi samazinot enerģijas patēriņu.
Ierīces, kuru pamatā ir NEMS un MEMS, ir dažas no daudzsološākajām jaunajām nanotehnoloģijām. Tomēr tādu lietojumprogrammu kā Millipede komercializāciju, kas varētu uzglabāt vairāk nekā 25 DVD pastmarkas lielumā, daļēji ir kavējis berzes izraisīts nodilums. Patiešām, berze ir īpaša problēma mikro- vai nanoierīcēs, kur kontakti starp virsmām ir mazi punkti, kas var nodarīt lielu kaitējumu.
Runājot par nanomēroga ierīcēm, šis kontakta laukums kļūst arvien mazāks, tāpēc jums ir mazāk virsmas, kur varat izkliedēt siltumu, saka Anisoara Socoliuc, Bāzeles Universitātes fiziķis un līdzautors. Zinātne rakstu. Tas noved pie nodiluma. Šādā mazā mērogā materiālu ir ļoti viegli salauzt vai sabojāt.
Savos eksperimentos Šveices pētnieki pārvietoja no silīcija izgatavotu atomu spēka mikroskopa galu pāri testa materiālam, kas sastāv no nātrija hlorīda vai kālija bromīda. Parasti īpaši asais gals pārvietojas slīdoši, jo vairākkārt palielinās berze, līdz gals pēkšņi atbrīvojas. (Tas pats fiziskais mehānisms rada čīkstošas durvju eņģes.) Pētnieki atrisināja lipīgo uzgaļu problēmu, mainot spriegumu, mainot uzgaļus. Vibrācijas, kas ir tik mazas, ka uzgalis pastāvīgi saskaras ar materiālu, neļauj enerģijai uzkrāties un pēkšņi izdalīties. Rezultātā berze samazinās 100 reizes.
Ir izmēģinātas vairākas citas nano eļļošanas metodes, tostarp mehānisko detaļu kustības palēnināšana līdz rāpošanai; taču tie ir bijuši nepraktiski – piemēram, daudzām ierīcēm jāpārvietojas ar salīdzinoši lielu ātrumu. Iepriekšējā pētījumā pašreizējā darba autori arī parādīja, ka, uzmanīgi samazinot spiedienu starp divām virsmām, var samazināties berze; bet to bija grūti kontrolēt.
Jaunā metode, kas solās būt daudz praktiskāka, atrisina galveno daļu no nodiluma problēmām, kas samazina Millipede tipa atmiņas mikroshēmu uzticamību, saka Georgia Tech mašīnbūves profesors Viljams Kings, kurš strādāja pie IBM Millipede sistēmas un tagad ir zinātnisks. padomnieks jaunuzņēmumam, Nanočips , Frīmontā, Kalifornijā, kas izstrādā līdzīgu atmiņu, kuras pamatā ir MEMS un atomu spēka mikroskopijas uzgaļu bloki. King tomēr atzīmē, ka joprojām problēma ir nodilums no citiem mehānismiem, piemēram, ķīmiskās izmaiņas materiālā laika gaitā.
Viskonsinas-Madisonas universitātes inženierfizikas profesors Roberts Kārpiks atzīmē, ka ir jāveic turpmāki pētījumi, pirms šo metodi var izmantot faktiskajās MEMS un NEMS, taču tas ir svarīgs pētījums. Kādas ierīces tas varētu iespējot? Galu galā tas ir atkarīgs no iztēles. Vēl ir daudz darāmā, taču tas tiešām ir ievērojams rezultāts, viņš saka.