O Futuro Dos Computadores Está No Carbono
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O Futuro Dos Computadores Está No Carbono

Maia Mulko

Cientistas da Universidade da Califórnia, Berkeley criaram cabos metálicos de grafeno, um material puramente à base de carbono o qual por algum tempo tem mostrado ser promissor em diversos campos: desde a fabricação de baterias mais potentes até a próxima geração de computadores. Por que os transistores de carbono substituirão os de silicone?

Um Material Familiar

O carbono não é nada novo no campo da eletrônica. Os primeiros transistores deste material foram de 1997, ano em que a Universidade de Delft e a gigante da tecnologia IBM uniram forças para fabricá-los.

Transistores são os componentes básicos dos computadores. Entretanto, levou 16 anos até que os engenheiros da Universidade de Stanford conseguissem produzir um verdadeiro computador de transistores feitos de carbono. Era uma máquina muito primitiva que fazia apenas cálculos e classificações, mas que serviu para demonstrar que era possível integrar carbono em dispositivos eletrônicos que eram mais do que circuitos simples.

Isto se mostra importante porque o carbono, que é um elemento crucial das proteínas que compõem os seres humanos, conduz eletricidade de maneira mais eficiente, com menos gasto de energia (um exemplo disso pode ser visto no cérebro humano).

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Em um mundo mais ciente da importância de economizar energia, esta característica do carbono é muito valiosa. Este valor não se deve somente às preocupações ecológicas relacionadas ao uso de energia, mas também porque o carbono adiciona durabilidade aos dispositivos, o que, por fim, também é um fator relevante para o meio ambiente, já que isto reduz o lixo eletrônico.

A redução do consumo de energia dos transistores feitos de carbono está relacionada ao fato de que eles são mais finos e não aquecem tanto quanto os transistores feitos de silicone, com os quais, para aumentar a capacidade do computador, seria necessário aumentar a concentração deles em um único espaço, o que gera mais calor (e isso, em excesso, leva à rápida deterioração e mau funcionamento). É por conta disso que, para evitar estas dificuldades inerentes aos transistores de silicone (que estão em seu limite de velocidades que podem atingir sem gerar problemas adicionais decorrentes do calor), os pesquisadores estão se voltando a materiais alternativos. E o carbono está claramente liderando a corrida.

Fios de Carbono

A descoberta de Berkeley permitirá que a produção de computadores à base de carbono seja muito mais fácil, devido a como será a arquitetura dos seus circuitos integrados.

Os fios metálicos de carbono (grafeno), desenvolvidos por uma equipe de químicos e físicos da universidade, interconectam os elementos semicondutores dentro dos transistores com capacidades eletrocondutoras intrínsecas do carbono. Desta forma, eles constroem um condutor metálico que é ultrafino e ultra eficiente, não na forma de nanotubos de carbono, mas de nanofitas de grafeno, que são mais precisas e replicáveis em alta escala.

Os fios do estudo, que foi publicado na Science, são formados por uma versão destas nanofitas semicondutoras, montadas quimicamente em pequenos segmentos que unem elétrons através dezenas de nanômetros de comprimento, mas apenas um de largura, alcançando uma condutividade similar à do grafeno bidirecional.

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