Memória Quimica para computadores

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Memória Quimica para computadores

Mensagempor Xevious » 14 Jul 2017, 11:26

Chit nasceu, a unidade de memória baseada em química

A química também é uma base adequada para armazenar informações. O bit químico, ou "chit", é um arranjo simples de três gotículas em contato um com o outro, em que ocorrem reações oscilantes.

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Isso foi demonstrado por experimentos no Instituto de Física Química da Academia Polaca de Ciências em Varsóvia, que colocam química no plano da computação tradicional, onde os dados são armazenados em bits, ou a computação quântica onde eles fazem em Qbits. O estudo é publicado em Física Química Física Química.

Na memória eletrônica típica, os zeros e os mesmos são gravados, armazenados e lidos por fenômenos físicos, como o fluxo de eletricidade ou a mudança de propriedades elétricas ou magnéticas.

Konrad Gizynski e Jerzy Gorecki do Instituto de Química Física da Academia Polaca de Ciências (IPC PAS) em Varsóvia demonstraram uma memória de trabalho baseada em fenômenos químicos. Aqui, um único bit é armazenado em três gotículas adjacentes, entre as quais as frentes de reação química são propagadas de forma consistente, cíclica e de maneira estritamente definida.

A base química desta forma de memória é a reação de Belousov-Zhabotinsky (BZ). O curso da reação é oscilatório. Quando um ciclo termina, os reagentes necessários para iniciar o próximo ciclo são reconstituídos na solução. Antes que a reação pare, há tipicamente várias dezenas a centenas de oscilações. Eles são acompanhados por uma mudança regular na cor da solução, causada pelo ferroso, o catalisador de reação.

O segundo catalisador utilizado pelos pesquisadores de Varsóvia foi o rutênio. A introdução do rutênio faz com que a reação BZ se torne fotossensível: quando a solução é iluminada com luz azul, ela pára de oscilar. Esta característica permite controlar o curso da reação.

"Nossa idéia para o armazenamento químico de informações era simples. De nossas experiências anteriores, sabíamos que quando as gotas de Belousov-Zhabotinsky estão em contato, as frentes químicas podem se espalhar de gotícula para gotícula. Portanto, decidimos procurar os sistemas de gotículas menores em Que as excitações podem ocorrer de várias maneiras, sendo pelo menos duas estáveis. Podemos então atribuir uma seqüência de excitações a um valor lógico de 0, outra a 1, e para alternar entre elas e forçar uma mudança particular de memória Estado, poderíamos usar a luz ", explica o professor Gorecki.

Os experimentos foram realizados em um vaso cheio com uma fina camada de solução lipídica em óleo. Pequenas quantidades de solução oscilante foram adicionadas ao sistema com gotículas formadas em uma pipeta. Estes foram colocados acima das extremidades das fibras ópticas levadas para a base do vaso. Para evitar que as gotículas escapem das fibras ópticas, cada uma foi imobilizada por várias hastes que sobressaíam da base do recipiente.

Como um corolário de seus testes, os pesquisadores observaram triplas de gotículas adjacentes dispostas em um triângulo, em que estão em contato uns com os outros. As frentes químicas podem ser propagadas aqui de várias maneiras: as gotículas podem oscilar simultaneamente na fase anti-fase, duas gotículas podem oscilar simultaneamente e forçar oscilações no terceiro, etc. Os pesquisadores estavam mais interessados ​​nos modos de rotação, nos quais a As frentes químicas passaram de gotículas para gotas em uma seqüência 1-2-3 ou na direção oposta (3-2-1).

Uma gota em que a reação de Belousov-Zhabotinsky continua a excitar rapidamente, mas leva muito mais tempo para retornar ao seu estado inicial e só então pode ficar excitado novamente. Portanto, se no modo 1-2-3 a excitação atingisse a queda três muito rapidamente, não chegaria à queda para iniciar um novo ciclo, porque a gota não teria tempo suficiente para "descansar". Como resultado, o modo de rotação desapareceria. Os pesquisadores só estavam interessados ​​em modos de rotação capazes de múltiplas repetições do ciclo de excitação. Eles tiveram uma vantagem adicional: as frentes químicas que circulam entre as gotículas se assemelham a uma onda espiral, e as ondas deste tipo são caracterizadas por maior estabilidade.

Os experimentos mostraram que ambos os modos de rotação estudados são estáveis, e se um sistema entrar em um deles, permanece até a reação Belousov-Zhabotinsky cessar. Também foi demonstrado que ao selecionar corretamente o tempo e o comprimento de iluminação das gotículas apropriadas, a direção de rotação das excitações pode ser alterada. O sistema de gotas triplas, com múltiplas frentes químicas, era assim capaz de armazenar permanentemente um dos dois estados lógicos.

"Na verdade, nosso bit químico tem um potencial ligeiramente maior que o bit clássico. Os modos de rotação que usamos para registrar zero e um estado tiveram os períodos de oscilação mais baixos de 18,7 e 19,5 segundos, respectivamente. Se o sistema se movesse mais devagar, poderia Seja dito de um terceiro estado lógico adicional ", disse Gizynski, que assinalou que este terceiro estado poderia ser usado, por exemplo, para verificar a precisão do registro.

fonte: Taringa
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