Nano 장치에 있는 프랙탈

리처드 테일러물리학, 오러곤의 대학의 부 교수
대응 저자: rpt@oregon.edu

미래 nano 장치는 기술의 많은 것을 밑에서 버틸 것으로 예상되, 사회가 위에 의지하다 가구 전자공학에서 의학 임플란트에 구역 수색하. 현실로 이 유망한 미래를 가져오기의 중대한 도전의 한개는 이 높게 복잡한 구조물 구성을 위한 실제적인 방법 개발에서 속입니다: 우리는 어떻게 오늘 상업적인 회로 보다는 더욱 많은 분대를 및 어디에서 각 분대 접근 원자 가늠자 특색짓는 전자 회로를 조립할 것입니까?

프랙탈은 각각이 (적어도 대략) 전부의 감소시키 규모 사본인, 부분적으로 다시 나누일 수 있는 거친 파편이 된 기하학적인 모양입니다.

상업적인 nano 회로 건설을 위한 기술로 중대한 약속이 "각자 집합에 의하여" 보전됩니다. 이 접근을 채택해서, nano 엔지니어는 회로가 자연 성장 프로세스를 이용해서 건축하는 것을 허용합니다. 각자 집합은 2개의 현저한 이점을 제안합니다. 뿐만 아니라 그것은 전통적인 제작 기술, 이 이전 "포괄적인" 제작 기술의 중심에 속이는 물자의 헛된 제거 보다는 오히려 물자의 추가에 의하여 기본적으로 "녹색" 기술 구조물 회로와 비교된 분대의 광대한 수 조립에 능률적입니다.

자연 성장 프로세스 이용의 현저한 결과의 한개는 유래 회로가 오늘 상업적인 회로 설계의 기구를 형성하는 매끄러운, 직선 보다는 오히려 자연적인 패턴을 전시하다 입니다. 특히, 많은 각자 집합 프로세스는 프랙탈 패턴을 생성합니다. 프랙탈은 많은 확대에 반복하고 성격을 통하여 널리 퍼진 자연 환경, 생물 체계 및 인간적인1생리학에서 나타나는 모양 입니다2.

두뇌의 프랙탈 기하학에 만들어진 컴퓨터는 큰 회로 연결성 및 관련되는 처리 능력을 소유할 수 있었습니다

성격은 다수 매우 바람직한 속성을 소유하기 때문에 프랙탈을 자주 사용합니다. 이 명부를 꼭대기에 오르는 것은 반복 모양이 거대한 표면을 가진 객체를 건설하다 는 사실입니다. 성격은 나무 닫집의 큰 표면이 햇빛을 흡수하는 전례가 없는 기능을 지키는 나무에서 이 속성을 예를 들면 이용합니다. 동일 접근은 프랙탈 모양에 근거를 둔 비발한 태양 전지 구조물을 디자인해서 훌륭한 효력과 동등하게 채택될 수 있었습니다.

나무의 프랙탈 기하학에 만들어진 태양 전지는 햇빛 광대한 양을 붙잡을 수 있었습니다

큰 표면의 또 다른 결과는 2개의 합병 패턴이 아주 능률적으로 함께 연결하는 그것입니다. 예를 들면, 인간 두뇌에 있는 신경의 모수석 구조물은 이 프랙탈 강화한 정보 처리를 생성하기 위하여 연결성을 이용합니다. 동일 연결성은 미래 상업용 컴퓨터를 위해 인공적인 프랙탈 전기 회로를 사용해서 동등하게 이용될 수 있었습니다.

각자 소집된 프랙탈 전자 회로의 시뮬레이션

성격의 성공에서 배우기의 이 철학은 충분히 나노 과학 내의 많은 필드를 혁명을 일으킬 수 있습니다. 몇몇 전자공학 응용이 이미 프랙탈 기하학 (고명한 보기인 셀룰라 전화 안테나)를 이용하더라도, 많은 필드는 많은 발견 및 도전이 이 활발한 여행의 시작에, 앞에 대기하고 있는 상태에서 속입니다.

테일러 교수 수사는 금속 nano 입자 (각각 전체에 대략 50 나노미터)의 수백만이 프랙탈 회로로 각자 소집되는 전자 장치의 2개의 계열에 집중합니다. 장치의 첫번째 계열에서는, 입자는 유포 한정된 집단에게 불린 성장 프로세스3 를 사용하여 "nanoflowers"를 형성하기 위하여 함께 합병합니다. 두번째 가족에서는, nano 입자는 프랙탈 회로를 형성하기 위하여4 모이는 DNA 물가에 붙어 있습니다. 양쪽의 경우에, 각자 집합 프로세스는 삽화에서 보인 것과 유사한 패턴 나무 같이 a를 생성합니다.

이 계획사업은 성장 조건을 조정하는 잠재력에 의해 인간 두뇌의 신경 조직에서 예를 들면 찾아낸 그들이 회로의 프랙탈 특성에 의하여 일치하다 그래야 몹니다. 프랙탈 회로가 환자의 정신 기능을 복구하거나 강화하는 두뇌의 특이 부위로 삽입될 임플란트로 작동할 수 있는 곳에, 컴퓨터가 우리의 자신의 마음 같이 및, 궁극적으로 작동하는 미래를 상상하십시오. 그 같은 목표는 - 인생의 기본적인 질을 향상하기 위하여 훈련의 다양한 범위에서 연구원이 함께 작동하는지 곳에 나노 과학의 특별하은 약속을 나타냅니다.


참고

1. B.B. Mandelbrot 의 Nature, Freeman, 샌프란시스코 (1982년)의 프랙탈 기하학.
2. 그 외 여러분 J.B. Bassingthwaite, 프랙탈 생리학, 옥스포드 대학 압박 (1994년).
3. S.A. Scott와 S.A. 브라운 의 유럽 물리학의 전표 39 433 (2006년).
4. M.G. 워너, 그리고 J.E. Hutchison 의 성격 물자 2, 272 (2003년).

, 저작권 AZoNano.com 리처드 테일러 (오러곤의 대학) 교수

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

Last Update: 13. June 2013 23:23

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