نانولولههای کربنی در ابتدا به عنوان یک منبع ایدهال برای ذخیرهسازی هیدروژن جلب نظر کردند. محاسبات جدید مبین این است که در این زمینه خیال بافیهایی انجام شده است
زنده شدن امیدها برای ذخیره هیدروژن در نانولوههای کربنی
مهندسان دانشگاه پنسیلوانیا نظریه مربوط به روشی برای کوچکسازی الکترونیک را مطرح کردهاند که در صورت محقق شدن آن میتوان در الکترونیک به جای الکترون از نور استفاده نمود. دانشمندان برای رهایی از محدودیت فناوری موجود و انجام تحقیقاتی برای ایجاد الکترونیک کوچکتر، سریعتر و با بازدهی انرژی بیشتر تمام طیف الکترومغناطیسی از انرژی فرکانس پایین آن که در الکترونیک معمولی روزمره به کار میرود تا انرژی فرکانس بالای پرتوهای گاما را به دقت مورد بررسی قرار دادهاند.
این محققان در مقالهای که در شماره ۴ آگوست مجله Physical Review Letters به چاپ رساندهاند و به صورت آن لاین هم قابل دسترسی است توضیح دادهاند که چگونه میتوان المانهای مداری (القاگرها، خازنها و مقاومتها) را طوری در مقیاس نانو ساخت که بتوانند با نور مرئی یا مادون قرمز کار کنند. این محققان در مقاله خود توضیح دادهاند که نانوذرات خاص بسته به خواص نوری منحصر به فرد خود میتوانند به صورت المانهای مداری عمل کنند. به عنوان مثال نانوذرات موادی چون طلا یا نقره با اعمال جریان الکتریکی میتوانند درست همان نقش القاگر را در یک مدار الکتریکی معمولی داشته باشند.
الکترونیک نوری امکان تولید پردازشگرهای رایانهای سریعتر، ساخت آنتنهای نانومقیاس و یا ابزارهایی با چگالی بیشتر ذخیرهسازی اطلاعات را فراهم میکند. همچنین الکترونیک نوری میتواند کاربردهایی غیرمعمولی چون جفت کردن یک سیگنال الکتریکی با یک تک مولکول و یا ایجاد مدارهای زیستی داشته باشد که با الکترونیک معمولی امکان انجام آن وجود ندارد.
پروفسور نادر انقطاع سرپرست گروه و ندویل رامسی از استادان گروه مهندسی برق و سیستم دانشکده مهندسی و علوم کاربردی دانشگاه پنسیلوانیا در مقاله خود چنین نوشتهاند: ”طول موج نور تا صدها نانومتر قابل اندازهگیری است و در حال حاضر هم فناروی ایجاد ساختارهایی که بتواند در مقیاسی برابر با طول موج نور و یا کمتر از آن کار کند وجود دارد. البته کاری که ما انجام دادهایم نظری و تئوری است اما ما هیچ مانع قابل توجهی را برای محقق شدن طرح خود و ساخت این المانهای مداری در آینده نزدیک نمیبینیم.“
نکتهای که وجود دارد آن است که انقطاع و همکارانش قبل از این که به بحث درباره چگونگی ایجاد المانهای مدار نوری بپردازند باید ابتدا چگونگی برهمکنش نور با مواد نانومقیاس را پیشبینی نمایند. به این منظور آنها به بررسی یکی از خواص اساسی لازم در برهمکنش موجی یعنی گذردهی (Permittivity) پرداختند. این خاصیت بیانگر تأثیر یک ماده معین بر میدانهای الکترومغناطیسی است. در صورت تشکیل یک کره کوچک در حدود چند ده نانومتر، نور بر اساس گذردهی این کره میتواند تأثیر متفاوتی بر آن داشته باشد.
بر طبق این مدل، دانشمندان نشان دادند که کرههایی در ابعاد نانو که از مواد غیر فلزی چون شیشه با گذردهی بیش از صفر تشکیل شده باشند، همانند یک خازن کوچک عمل میکنند. در مقابل کرههایی در ابعاد نانو که از ذرات فلزی چون طلا یا نقره تشکیل شده و گذردهی کمتر از صفر دارند همانند القاگرهای کوچک عمل میکنند. ضمن آن که هر کدام از این مواد میتوانند بسته به چگونگی افت انرژی نوری در آنها به صورت مقاومت کوچک عمل کنند.
به نظر این محققان؛ اکنون هر سه عنصر یک مدار وجود دارند، و با قرار دادن آنها در کنار هم میتوان ترکیب پیشرفتهای از مدارها را ایجاد نمود. حتی میتوان با استفاده از این عناصر مداری، کابلها و خطوط انتقال نانویی را ایجاد کرد.
به گفته پروفسور انقطاع المانهای مدارهای معمولی سالها است که به عنوان بلوکهای سازنده مدارها در فرکانسهای پایین به کار میروند. اما اکنون ما میتوانیم با این ابداع جدید از محدودیت توان و سرعت در الکترونیک رهایی یابیم. این فناوری میتواند کاربردهای بیشماری در کالاهای مصرفی، ابزارسازی پیشرفته و حتی پزشکی داشته باشد.
