Sciencemag.cz
Doporučujeme
Společnost IBM oznámila dosažení dvou zásadních vědeckých objevů na poli nanotechnologie. Ty by v budoucnu mohly umožnit výstavbu nových zařízení a struktur budovaných z pouhých několika atomů nebo molekul.
Ačkoli pro využití těchto objevů v konkrétních produktech bude třeba urazit ještě dlouhou cestu, již dnes tyto novinky umožní vědcům z IBM i dalších organizací dále pokračovat v rozvoji nanotechnologie, ve výzkumu výstavby struktur a zařízení z miniaturních komponent, jako je několik atomů nebo molekul. V budoucnu bude možné tato miniaturní zařízení použít například jako počítačové procesory, úložná zařízení, čidla, anebo je využít v aplikacích, které si dosud ještě nikdo nedokázal představit.
Objevy budou detailně představeny ve dvou zprávách, které právě otiskuje časopis Science.
V první zprávě vědci popisují významný pokrok, kterého se jim podařilo dosáhnout ve výzkumu vlastnosti označované jako magnetická anizotropie jednotlivých atomů. Jde o zásadní měření, které má významné technologické důsledky, neboť umožňuje určit schopnost atomu uchovávat informace. Magnetickou anizotropii jednotlivého atomu se dosud nikdy nepodařilo změřit.
Díky tomuto průlomu tak v budoucnu bude možné stavět struktury sestávající z malých shluků atomů nebo dokonce jednotlivých atomů, které budou schopny spolehlivě uchovávat magnetickou informaci. Taková úložná kapacita umožní vtěsnat do zařízení velikosti dnešního iPodu na 30 000 celovečerních filmů nebo celých obsah YouTube, tedy miliony video klipů, jejichž celkový objem se odhaduje přes 1 000 trilionů bitů. Ještě významnější je nicméně to, že průlom může vést k vytvoření nových struktur a zařízení, jež budou tak malá, že je bude možné použít i ve zcela nových oblastech a disciplínách, než je tradiční výpočetní technika.
Ve druhé zprávě výzkumní pracovníci IBM představili první jednomolekulový přepínač, který dokáže pracovat plynule, aniž by rušil rámec molekuly – to je významný krok k budování elementů velikosti molekul, které budou výrazně menší, rychlejší a energeticky méně náročné než dnešní počítačové čipy a paměťová zařízení.
Vedle přepínání v jedné molekule výzkumní pracovníci IBM též demonstrovali, že atomy uvnitř jedné molekuly lze použít k přepínání atomů v sousední molekule na bázi běžného logického argumentu. Toho bylo možné dosáhnout částečně i díky tomu, že nedochází k narušení rámce molekuly.
IBM lídrem na poli nanotechnologie
Tyto dva přelomové objevy představují jen poslední z dlouhé řady úspěchů, kterých se vědcům z IBM podařilo dosáhnout na poli nanotechnologie. V roce 1986 obdrželi dva švýcarští výzkumní pracovníci IBM Nobelovu cenu za fyziku za vynález STM (Scanning Tunneling Microscope) na počátku osmdesátých let. V uplynulých dvaceti letech výzkumní pracovníci IBM z centra v Almadenu učinili obrovskou práci ve výzkumu využití STM při umisťování atomů do přesně navržených struktur, které umožňují odhalit zásadní vlastnosti na úrovni atomů a využít je pro ukládání informací, jejich přenos a zpracování.
