Des scientifiques de la Northwestern University ont mis au point un nouveau nanomatériau capable de « diriger » les courants électriques. Le développement pourrait conduire à un ordinateur qui peut simplement reconfigurer son câblage interne et devenir un appareil entièrement différent, en fonction de l'évolution des besoins.

Comme les appareils électroniques sont de plus en plus petits, les matériaux à partir desquels les circuits sont construits commencent à perdre leurs propriétés et commencent à être contrôlés par des phénomènes de mécanique quantique. Atteignant cette barrière physique, de nombreux scientifiques ont commencé à construire des circuits dans de multiples dimensions, comme l'empilement de composants les uns sur les autres.

L'équipe de Northwestern a adopté une approche fondamentalement différente. Ils ont fabriqué des matériaux électroniques reconfigurables :des matériaux qui peuvent se réorganiser pour répondre à différents besoins informatiques à différents moments.

"Notre nouvelle technologie de direction permet de diriger le flux de courant à travers un morceau de matériau continu, " a déclaré Bartosz A. Grzybowski, qui a dirigé la recherche. "Comme rediriger une rivière, des flux d'électrons peuvent être dirigés dans plusieurs directions à travers un bloc de matériau - même plusieurs flux circulant dans des directions opposées en même temps."

Grzybowski est professeur de génie chimique et biologique à la McCormick School of Engineering and Applied Science et professeur de chimie au Weinberg College of Arts and Sciences.

Le matériau Northwestern combine différents aspects de l'électronique à base de silicium et de polymère pour créer une nouvelle classification des matériaux électroniques :l'électronique à base de nanoparticules.

L'étude, dans lequel les auteurs rapportent avoir réalisé des composants électroniques préliminaires avec le matériau hybride, sera publié en ligne le 16 octobre par la revue Nature Nanotechnologie . La recherche sera également publiée comme article de couverture dans le numéro imprimé de novembre de la revue.

"En plus d'agir comme des ponts tridimensionnels entre les technologies existantes, le caractère réversible de ce nouveau matériau pourrait permettre à un ordinateur de rediriger et d'adapter ses propres circuits à ce qui est requis à un moment précis, " a déclaré David A. Walker, un auteur de l'étude et un étudiant diplômé du groupe de recherche de Grzybowski.

Imaginez un seul appareil qui se reconfigure en résistance, un redresseur, une diode et un transistor basés sur des signaux provenant d'un ordinateur. Les circuits multidimensionnels pourraient être reconfigurés en de nouveaux circuits électroniques en utilisant une séquence d'entrée variée d'impulsions électriques.

Le matériau hybride est composé de particules électriquement conductrices, chacun cinq nanomètres de largeur, revêtu d'un produit chimique spécial chargé positivement. (Un nanomètre est un milliardième de mètre.) Les particules sont entourées d'une mer d'atomes chargés négativement qui équilibrent les charges positives fixées sur les particules. En appliquant une charge électrique à travers le matériau, les petits atomes négatifs peuvent être déplacés et reconfigurés, mais les particules positives relativement plus grosses ne sont pas capables de se déplacer.

En déplaçant cette mer d'atomes négatifs autour du matériau, les régions de conductance faible et élevée peuvent être modulées; le résultat est la création d'un chemin dirigé qui permet aux électrons de circuler à travers le matériau. Les anciens chemins peuvent être effacés et de nouveaux chemins créés en poussant et en tirant la mer d'atomes négatifs. Composants électriques plus complexes, comme les diodes et les transistors, peut être réalisée lorsque plusieurs types de nanoparticules sont utilisés.