Fractales en Nano-Dispositivos

Profesor Richard Taylor, Departamento de la Física, Universidad de Oregon
Autor Correspondiente: rpt@oregon.edu

Se prevee que los nano-dispositivos Futuros apuntalen muchas de las tecnologías que confía la sociedad conectado, colocando de electrónica del hogar a los implantes médicos. Uno de los grandes retos de traer este futuro prometedor en realidad miente en desarrollar los métodos prácticos para construir estas estructuras altamente complejas: ¿Cómo ensamblaremos los circuitos electrónicos que ofrecen muchos más componentes que los circuitos comerciales de hoy y donde las aproximaciones de cada componente la escala atómica?

El Fractal es una dimensión de una variable geométrica áspera o hecha fragmentos que se puede subdividir en piezas, que es (por lo menos aproximadamente) una copia de la reducir-talla del conjunto.

el “Uno mismo-Ensamblaje” mantiene gran promesa como técnica para construir los nano-circuitos comerciales. Adoptando esta aproximación, el nano-representante técnico permite que el circuito se construya explotando procesos del incremento natural. el Uno mismo-Ensamblaje ofrece dos ventajas llamativas. No sólo es más eficiente en los granes números que ensamblan de componentes comparados a las técnicas tradicionales de la fabricación, circuitos fundamental “verdes” de las construcciones de esta técnica por la adición del material bastante que el retiro derrochador del material que miente en el corazón de técnicas “de arriba hacia abajo” anteriores de la fabricación.

Una de las consecuencias notables de aprovechar procesos del incremento natural es que los circuitos resultantes exhiben modelos naturales bastante que las líneas lisas, derechas que forman el marco de los diseños de circuito comerciales de hoy. Particularmente, muchos procesos del uno mismo-ensamblaje generan modelos del fractal. Los Fractales son las dimensiones de una variable que relanzan en muchas magnificaciones y son frecuentes en la naturaleza, apareciendo en ambientes naturales1, sistemas biológicos y fisiología humana2.

Los Ordenadores modelados en la geometría del fractal del cerebro podían poseer conectividad grande del circuito y el poder de computación asociado

La Naturaleza utiliza fractales con frecuencia porque poseen varias propiedades altamente deseables. El Acabado de este filete es el hecho de que las dimensiones de una variable que relanzan construyen objetos con superficies enormes. La Naturaleza explota esta propiedad por ejemplo en los árboles, donde la superficie grande de la campana de árbol asegura una capacidad sin precedente de absorber luz del sol. La misma aproximación se podía emplear igualmente al gran efecto diseñando las estructuras de célula solar nuevas basadas en dimensiones de una variable del fractal.

Las células Solares modeladas en la geometría del fractal de un árbol podían capturar granes cantidades de luz del sol

Otra consecuencia de superficies grandes es ésa que dos modelos de combinación conectan juntos muy eficientemente. Por ejemplo, la estructura dendrítica de las neuronas en el cerebro humano explota esta conectividad del fractal para producir la tratamiento de la información aumentada. La misma conectividad se podía explotar igualmente para los ordenadores comerciales futuros usando los circuitos eléctricos del fractal artificial.

Simulación de los circuitos electrónicos uno mismo-ensamblados del fractal

Esta filosofía del aprendizaje de los éxitos de la naturaleza bien puede revolucionar muchos campos dentro de la nanotecnología. Aunque algunas aplicaciones de la electrónica exploten ya la geometría del fractal (antenas del teléfono celular que son un ejemplo famoso), muchos campos mienten al inicio de este viaje emocionante, con muchos descubrimientos y retos mintiendo delante.

Las investigaciones de Profesor Taylor se centran en dos familias de dispositivo electrónico en las cuales millones de nano-partículas metálicas (cada uno aproximadamente 50 nanómetros a través) uno mismo-se ensamblen en los circuitos del fractal. En la primera familia de dispositivo, las partículas se combinan juntas para formar “nanoflowers”3 usando un proceso del incremento llamado agregación difusión-limitada. En la segunda familia, las nano-partículas se asocian a los hilos de la DNA4 que ensamblan para formar un circuito del fractal. En ambos casos, el proceso del uno mismo-ensamblaje genera a árbol-como el modelo similar a uno mostrado en el ejemplo.

Estos proyectos son impulsados por el potencial de sintonizar las condiciones del incremento de modo que las características del fractal de los circuitos correspondan con ésos encontrados por ejemplo en la estructura de los nervios del cerebro humano. Imagínese un futuro donde los ordenadores operatorio como nuestras propias mentes y, final, donde los circuitos del fractal pueden actuar como implantes que se insertarán en las regiones específicas del cerebro, restableciendo o aumentando las funciones mentales de un paciente. Tales metas representan la promesa excepcional de la nanotecnología - donde los investigadores de un rango diverso de disciplinas trabajan juntos para mejorar la calidad básica de la vida humana.


Referencias

1. B.B. Mandelbrot, La Geometría del Fractal de Nature, Freeman, San Francisco (1982).
2. J.B. Bassingthwaite y otros, Fisiología del Fractal, Prensa de la Universidad de Oxford (1994).
3. S.A. Scott y S.A. Brown, Gorrón de la Física Europea 39 433 (2006).
4. M.G. Warner, y J.E. Hutchison, Materiales 2, 272 de la Naturaleza (2003).

Derechos De Autor AZoNano.com, Profesor Richard Taylor (Universidad de Oregon)

Date Added: Oct 1, 2009 | Updated: Jun 11, 2013

Last Update: 13. June 2013 23:42

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