Углеродные нанотрубки — один из самых инновационных материалов, который может использоваться практически в любой области техники. Через 10-15 лет они совершат революцию в электронике, заставив компьютеры работать быстрее и продлив срок работы аккумуляторов, пишет TechCrunch.
Что такое углеродные нанотрубки
Углеродные нанотрубки представляют собой молекулярные структуры в виде полых трубок, диаметр которых составляет несколько нанометров – в 25 млн раз меньше, чем ролл в японском ресторане. Атомы углерода в них организованы в виде спирали из гексагональных решеток, похожих на соты. Материал был открыт в 1991 году.
Идеальная симметрия структуры в сочетании со сверхмалым диаметром вносит существенные изменения в характер электронных состояний. Проблема пока лишь в том, что производство углеродных нанотрубок обходится очень дорого, поэтому их использование экономически невыгодно.
Применения
Специалисты Массачусетского технологического института представили носимый датчик токсичных веществ на основе схемы, созданной из углеродных нанотрубок. В Сколтехе создали прозрачный экран на базе нанотрубок, который можно будет использовать в смартфонах и планшетах. Японская корпорация Kaneka разработала аккумуляторы, которые заряжаются в 100 раз быстрее существующих аналогов.
В будущем материал используют для создания процессоров – они будут работать быстрее и потреблять меньше энергии, чем существующим кремниевые аналоги. По мнению доцента кафедры электротехники и информатики Стэнфордского университета Субасиша Митры, углеродные нанотрубки – идеальный кандидат для замены кремния.
Митра совместно с коллегой по Стенфорду Филипом Вонгом, профессором электротехники, работают совместно с IBM и другими коллаборациями над созданием нового поколения компьютеров на основе процессоров из углеродных нанотрубок. Их цель – разработать прототип компьютера, который продемонстрирует высокую производительность и преимущества в плане энергоэффективности.
Ученый напомнил, что смартфоны – это тоже компьютеры, которые могут комплектоваться различными датчиками и оперативно обрабатывать информацию.
Новое поколение смартфонов на базе углеродных нанотрубок будет работать в 30 раз быстрее современных моделей, а заряжать их придется всего раз в месяц.
По мнению Мирты, производители смартфонов пока не готовы экспериментировать с технологиями, но уже через 10-15 лет решения на базе углеродных нанотрубок будут использоваться в коммерческих продуктах. Технологии производства материала удешевляются и совершенствуются: так, лаборатория Университета Райса открыла метод теслафореза для создания самособирающихся углеродных нанотрубок. По словам автора идеи Пола Черукури, доцента кафедры химии Университета Райса, нанотрубки натягиваются параллельно и самостоятельно создают провода в электрическом поле. Это качество открывает новые горизонты их использования.
