Фрактали в Nano-Приборах

Профессор Ричард Тейлор, Отдел Физики, Университета Орегона
Соответствуя автор: rpt@oregon.edu

Ожидано, что underpin Будущие nano-приборы много из технологий что общество полагается дальше, колебающся от электроники домочадца к медицинским implants. Одна из больших возможностей приносить это перспективнейшее будущее в реальность лежит в начинать практически методы для строить эти сильно затейливые структуры: Как мы соберем радиотехнические схемы которые отличают еще многие компонентов чем сегодняшние коммерчески цепи и где подходы к каждого компонента атомный маштаб?

Фракталь грубая или разделенная геометрическая форма которую можно подразделить в частях, каждый из (хотя бы приблизительно) экземпляр уменьшать-размера целого.

«Собственн-Агрегат» держит большой посыл как метод для строить коммерчески nano-цепи. Принимающ этот подход, nano-инженер позволяет цепи построить путем эксплуатировать процессы естественного роста. Собственн-Агрегат предлагает 2 поразительных преимущества. Не только он эффективне на собирая больших количествах компонентов сравненных к традиционным методам изготовления, цепям строек этого фундаментально «зеленым» метода добавлением материала вернее чем расточительное удаление материала который лежит в основе предыдущих «идущий сверху вниз» методов изготовления.

Одно из замечательных последствий обуздывать процессы естественного роста что приводя к цепи показывают естественные картины вернее чем ровные, прямые линии которые формируют рамки сегодняшних коммерчески расчетов цепи. В частности, много процессов собственн-агрегата производят картины фрактали. Фрактали формы которые повторяют на много увеличений и превалирующи повсеместно в природа, появляясь в естественные окружающие среды1, биологические системы и людскую физиологию2.

Компьютеры моделированные на геометрии фрактали мозга смогли обладать большим взаимодействием цепи и связанной производительностью компьютера

Природа использует фрактали часто потому что они обладают несколькими сильно желательных свойств. Покрывать этот список факт что повторяя формы строят предметы с огромными поверхностными областями. Природа эксплуатирует это свойство например в деревьях, где большая поверхностная зона сени дерева обеспечивает беспрецедентную способность поглотить солнечний свет. Такой же подход смог поровну быть использован к большому влиянию путем конструировать романные структуры фотоэлемента основанные на формах фрактали.

Фотоэлементы моделированные на геометрии фрактали дерева смогли захватить более обширное количество солнечного света

Другое последствие больших поверхностных областей то 2 сливая картины соединяются совместно очень эффективно. Например, ветвеобразная структура невронов в людском мозге эксплуатирует это взаимодействие фрактали для того чтобы произвести увеличенный обрабатывать информации. Такое же взаимодействие смогло поровну быть эксплуатировано для будущих коммерчески компьютеров путем использование цепей искусственной фрактали электрических.

Имитация собственн-собранных радиотехнических схем фрактали

Это общее соображение учить от успехов природы может хорошо революционизировать много полей в пределах нанотехнологии. Хотя некоторые применения электроники уже эксплуатируют геометрию фрактали (антенны сотового телефона известным примером), много полей лежат в начале этого exciting путешествия, при много открытия и возможностей лежа вперед.

Исследования Prof. Тейлора фокусируют на 2 семействах электронного устройства в которых миллионы металлических nano-частиц (каждого приблизительно 50 нанометров поперек) собственн-собраны в цепи фрактали. В первом семействе прибора, частицы сливают совместно для того чтобы сформировать «nanoflowers»3 используя вызванный процесс роста диффузи-лимитированным комплексированием. В втором семействе, nano-частицы прикреплены к стренгам ДНА4 которые собирают для того чтобы сформировать цепь фрактали. В оба случая, процесс собственн-агрегата производит a дерев-как картина подобная до один показанный в иллюстрации.

Эти проекты управляются потенциалом настроить условия роста так, что характеристики фрактали цепей будут соответствовать тем найденным например в нервной структуре людского мозга. Представьте будущее где компьютеры работают как наши собственные разумы и, в конечном счете, где цепи фрактали могут подействовать как implants, котор нужно ввести в специфические зоны мозга, восстанавливая или увеличивая функциональность пациента умственную. Такие цели представляют исключительнейший посыл нанотехнологии - где исследователя от разнообразного ряда дисциплин работают совместно для того чтобы улучшить базисную величину человеческой жизни.


Справки

1. B.B. Mandelbrot, Геометрия Фрактали Природы, Фримена, Сан-Франциско (1982).
2. J.B. Bassingthwaite et al, Физиология Фрактали, Давление Оксфордского Университета (1994).
3. S.A. Скотт и S.A. Брайн, Журнал Европейской Физики 39 433 (2006).
4. M.G. Warner, и J.E. Hutchison, Материалы 2 Природы, 272 (2003).

Авторское Право AZoNano.com, Профессор Ричард Тейлор (Университет Орегона)

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

Last Update: 13. June 2013 23:39

Tell Us What You Think

Do you have a review, update or anything you would like to add to this article?

Leave your feedback
Submit