Κομπιούτερ σε μοριακό μέγεθος

Στα φημισμένα επιστημονικά εργαστήρια των Ηνωμένων Πολιτειών, όλο και
περισσότεροι ερευνητές συμμερίζονται την άποψη ότι βρίσκονται στο χείλος μιας
νέας, επαναστατικής εποχής για την ψηφιακή ηλεκτρονική.

Καβασάκι, Ιαπωνία: μικροτσίπ σε ειδικό χαρτί συσκευασίας υψηλής τεχνολογίας
πολύ μικρότερα από ανθρώπινο νύχι. Η μοριακή ηλεκτρονική υπόσχεται να τα
μικρύνει άλλες 100 φορές, δημιουργώντας τρομακτικές δυνατότητες αποθήκευσης
μνήμηςΜόλις τον Ιούλιο μια ομάδα ερευνητών της Χιούλετ Πάκαρντ και του
Πανεπιστημίου της Καλιφόρνιας στο Λος Άντζελες ανακοίνωσε ότι κατασκεύασε
ηλεκτρονικές λογικές θύρες ­ ένα από τα σημαντικότερα μέρη των επεξεργαστών ­
σε μοριακό πλάτος.

Η ερευνητική ομάδα της Χιούλετ Πάκαρντ δεν είναι η μόνη που εργάζεται με
επιτυχία στο πεδίο αυτό, που είναι γνωστό ως μοριακή ηλεκτρονική. Ερευνητές
από τα Πανεπιστήμια Γέιλ και Ράις πρόκειται να ανακοινώσουν σε λίγες εβδομάδες
ότι προχώρησαν ένα βήμα παραπάνω από τους συναδέλφους τους στο Λος Άντζελες:
στην επίδειξη που έγινε τον Ιούλιο, οι ερευνητές μπορούσαν να μετακινήσουν τη
μοριακή θύρα στις θέσεις ανοικτό ή κλειστό, όχι όμως και να την κάνουν να
επιστρέψει στην αρχική της θέση. Η ομάδα του Γέιλ και του Ράις όμως
υποστηρίζει ότι κατασκεύασε διακόπτες σε μοριακό μέγεθος, που μπορούν να
ανοίγουν και να κλείνουν κατ’ επανάληψη. Αυτό αποτελεί προϋπόθεση για την
ηλεκτρονική απεικόνιση του μηδέν και του ένα, των βασικών δυαδικών σημάτων στα
ψηφιακά κυκλώματα. Και οι επιστήμονες στη Χιούλετ Πάκαρντ λένε ότι έκαναν
πρόσφατα σημαντική πρόοδο στην κατεύθυνση της δημιουργίας αγώγιμων καλωδίων με
πάχος μικρότερο των έξι ατόμων, το κρίσιμο μέρος στη διασύνδεση των λογικών
θυρών μοριακού μεγέθους.

Αποθήκευση μνήμης

Οι ραγδαίες πρόοδοι έχουν δημιουργήσει μεγάλη αισιοδοξία μεταξύ των ερευνητών.
Η επιστημονική κοινότητα γνωρίζει ότι κάποια εργαστήρια εργάζονται πυρετωδώς
για την κατασκευή συσκευών μοριακού μεγέθους που θα έχουν τη δυνατότητα να
αποθηκεύουν μνήμη. Αν πετύχουν, θα προσφέρουν τεράστιες δυνατότητες
αποθήκευσης σε εξευτελιστικό κόστος.

Η πρόοδος της μοριακής ηλεκτρονικής θα προκαλέσει επανάσταση. Το ελάχιστο
μέγεθος των μικροηλεκτρονικών στοιχείων από σιλικόνη, που χρησιμοποιούνται
σήμερα, είναι 0,18 μικρά, δηλαδή το πάχος ενός χιλιοστού της ανθρώπινης
τρίχας. Στη μοριακή ηλεκτρονική όμως, τα στοιχεία θα είναι τουλάχιστον εκατό
φορές μικρότερα, και αυτή η διαφορά σημαίνει ημιαγωγούς (τσιπ) που θα είναι
τρομακτικά πιο ισχυροί από αυτά που ξέρουμε, ή συσκευές πληροφορικής αφάνταστα
μικρές για τα σημερινά δεδομένα.

Οι συνέπειες μιας τέτοιας επανάστασης θα είναι τεράστιες και μπορεί να
αποσταθεροποιήσουν τη βιομηχανία παραγωγής ημιαγωγών. Η βιομηχανία, βέβαια,
πιστεύει ότι θα καταφέρει μέχρι το 2014 να κατασκευάσει μικρότερα τσιπ με
συμβατικές μεθόδους. Οι επενδύσεις όμως που απαιτούνται είναι τεράστιες και
αυξάνουν με κάθε νέα γενιά. Το κόστος κατασκευής των εργοστασίων φτάνει τα 15
δισεκατομμύρια δολάρια.

Αντίθετα, οι ερευνητές της μοριακής ηλεκτρονικής ελπίζουν ότι θα μπορέσουν να
χρησιμοποιήσουν απλές μεθόδους παραγωγής, δημιουργώντας χημικές αντιδράσεις με
τη βοήθεια των οποίων θα «αυτοσυναρμολογείται» ένας μεγάλος αριθμός μοριακών
κυκλωμάτων με απειροελάχιστο κόστος.

«Αυτό θα τρομάξει μέχρι θανάτου όσους δουλεύουν τη σιλικόνη», υποστηρίζει ο
Μαρκ Ριντ, χημικός στο Γέιλ. «Η παραγωγή θα είναι απίστευτα φτηνή και θα
προκληθούν μεγάλες αναταράξεις στη βιομηχανία. Αν μπορείτε να φτιάξετε
υπολογιστές τόσο φτηνά όσο το φωτογραφικό φιλμ, τι θα κάνουν με τα πανάκριβα
εργοστάσια τους;».