sexta-feira, 28 de dezembro de 2007

Electrónica de carbono



Uma observação do fundador da Intel, Gordon Moore, que constatou que a cada 2 anos a capacidade de processamento dos computadores duplicava, foi transformada na lei de Moore - segundo a qual o número de transistores num chip duplica ao fim desse tempo aproximadamente. Mas esta lei empírica está a atingir o seu limite no que respeita aos chips de silício. Na realidade, o silício perde estabilidade na escala nano e estamos quase nos limites da miniaturização possível com este semi-condutor.

Nos últimos anos uma nova electrónica baseada em carbono e não em silício tem-se revelado muito promissora, nomeadamente no campo da nanoelectrónica. A nova electrónica orgânica começou essencialmente por ser electrónica de plástico, por exemplo, a subjacente aos PLEDS (díodos emissores de luz de polímeros). A grande revolução deu-se em Outubro de 2004 quando a equipa de André Geim, do Centro de Nanotecnologia da Universidade de Manchester, apresentou ao mundo o grafeno nas páginas da revista Science.

O grafeno, uma «folha» de grafite com apenas um átomo de espessura, foi utilizado para construir um transistor de efeito de campo (FET) ambipolar totalmente funcional à temperatura ambiente (embora com alguns problemas) demonstrando as aplicações potenciais deste novo material. Esta forma de carbono bidimensional tem gerado um interesse enorme na comunidade científica devido às suas propriedades eléctricas únicas - que partilha com as apresentadas por carbono unidimensional (ou seja, folhas de grafeno enroladas na forma de nanotubos). A utilização de nanotubos em electrónica é complicada por dificuldades tecnológicas que os grafenos não apresentam já que é possível produzir componentes electrónicos de grafeno por litografia, a tecnologia utilizada na fabricação de chips de silício.

O problema é que a substituição do silício pelas folhas de grafeno não é assim tão simples já que os chips de silício são feitos a partir de monocristais de silício - as wafers - com vários centímetros de diâmetro. E os maiores cristais únicos de grafeno que os cientistas conseguem produzir mal passam dos dois milímetros.

O problema foi recentemente ultrapassado em Princeton pela equipa de Stephen Chou. No número de Dezembro da revista Nano Letters os cientistas mostram no artigo «Graphene Transistors Fabricated via Transfer-Printing In Device Active-Areas on Large Wafer» que não é necessário um monocristal de grafeno do mesmo tamanho que os wafers de silício actuais. Basta depositar, ou antes, carimbar, pequenos cristais de grafeno nas áreas activas do chip. Para fabricar o seu protótipo de um circuito integrado de grafeno, usaram uma espécie de carimbo recoberto com um material que pressionado contra grafite (basicamente folhas de grafeno ligadas por forças intermoleculares) permite arrancar cristais de grafeno com as dimensões adequadas que depois são transferidas para o circuito. Construindo diferentes carimbos é possível depositar cristais com as dimensões e formas pretendidas.

A nova tecnologia poderá ter aplicações quase imediatas em circuitos electrónicos de radiofrequência - como telemóveis e equipamentos de rede sem fios - onde se exige alta potência de saída. Diria que dentro de poucos anos teremos telemóveis com chips orgânicos que permitirão mais funcionalidades mas especialmente serão mais económicos no consumo de energia.

3 comentários:

  1. Olha! Divulgação científica no De Rerum Natura.

    Bem haja por este post, Doutora Palmira.

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  2. Por comparação podemos ter uma ideia da maravilha de design inteligente que é o DNA, o sistema mais miniaturizado e eficaz de armazenamento de informação, utilizando apenas 4 letras químicas AGTC.

    Não confundir com detergente ou com cristais de gelo.

    o DNA contém as instruções para o fabrico das diferentes espécies vegetais, animais e do ser humano, acompanhado de sistemas altamente precisos de cópia (mitose e meiose) e reparação.

    Na verdade, como disse, o DNA encontra-se estruturado de uma maneira que permite a sua cópia sempre que uma célula se divide em duas.

    Cada uma das duas células filhas terá a mesma informação genética depois da divisão e do processo de cópia.

    Esta cópia é tão precisa que é o equivalente a uma sucessão de 282 copistas copiaram sequencialmente toda a Bíblia, um após outro, e enganarem-se apenas na cópia de 1 única letra depois de terminado todo esse processo.

    A divisão de uma célula demora entre 20 e 80 minutos.

    Durante esse tempo toda uma biblioteca molecular, correspondente pelo menos a 1000 livros de 500 páginas (estimativa por baixo)é copiada correctamente.

    A bioinformática, que procura desenvolver computadores de DNA, mostra que o DNA pode ser utilizado para copiar informação biológica e não biológica.

    A Bíblia diz que o Criador do DNA se chama VERBO e encarnou na pessoa de Jesus Cristo, há cerca de 2000 anos atrás.

    Jesus Cristo, o Criador do DNA, foi o mesmo que curou os coxos, os cegos, os leprosos, que ressuscitou os mortos e, finalmente, que ressuscitou com um corpo incorruptível.

    Essa ressurreição foi testemunhada e registada por Mateus, Marcos, Lucas, João, Paulo, Pedro, etc. A origem casual do DNA, essa nunca foi observada nem registada por ninguém.

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  3. Interessante esta questão dos nano processadores, o que significa que dentro em pouco os processadores de computadores até mesmo os pessoais poderão ser menos de metade dos actuais e com isso poupar muito mais energia. A evolução eletronica levou-nos a descobrir componentes e tecnicas que funcionavam mas eram muito despendiosas, com a sua evolução e miniturização vai-se atacar um dos grandes problemas de muitos dispositivos, o seu elevado comsumo, agora é ver estas descobertas serem aplicadas e sobretudo aliar-las aos proximos avanços na captação de energia solar que será a energia do futuro.
    Mal posso esperar que computadores pessoais estarão na berra daqui a uma decada..

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