멀티 태스킹에는 가격이 있습니다. 컴퓨터에는 아직 하드 드라이브에 절약되지 않은 작업을 추적하는 많은 전기를 빨아들입니다. 미국인들은 운영 중에 컴퓨터의 메모리에 데이터를 저장하기 위해 전기에 연간 60 억 달러를 전기에 소비합니다. 그러나이 수치는 이번 주에 급격히 떨어질 수 있다고 과학자들은 이러한 데이터를 영구적으로 저장할 수있는 것보다 새로운 유형의 재료 덕분에 이번 주에 전기를 내릴 수있는 지속적인 전기가 필요하지 않은 것보다 급격히 떨어질 수 있다고 말했다.
표준 데스크탑 컴퓨터는 이진 데이터를 구성하는 1과 0의 스트림을 저장하기 위해 두 가지 유형의 메모리 기술에 의존합니다. 컴퓨터의 하드 디스크는 자기 디스크에 기록 된 자기 방향의 스트립으로 데이터를 저장합니다. 북쪽 또는 남쪽을 가리키는 수십억 개의 나침반 바늘이 각각 1 또는 0을 나타냅니다.이 자기 방향은 고의적으로 전환 될 때까지 견딜 수 있기 때문에 이러한 유형의 메모리는 안정적이기 때문에 유지하기 위해 추가 된 전기를 필요로하지 않습니다.
그러나 두 번째 유형의 메모리는 그렇습니다. 이것은 컴퓨터가 작업을 수행하는 데 사용하는 임의의 액세스 메모리 (RAM) 또는 작업 메모리입니다. 기존의 RAM은 회로에서 여러 트랜지스터를 서로 연결하여 만들어집니다. 이러한 유형의 메모리는 "휘발성"이며, 각 정보를 유지하기 위해 전기를 지속적으로 공급해야합니다. 데이터를 하드 디스크에 저장하지 않고 컴퓨터를 끄고 해당 정보를 영원히 잃어 버립니다.
컴퓨터는 매년 수십억 달러의 전력을 흡수하여 발생하지 않도록합니다. 기존의 램에 대한 대안이 존재하며, 그 중 일부는 비 휘발성 기억입니다. 그러나 이것들은 단점이 있습니다. 그들은 더 비싸거나 무겁거나 단순히 컴퓨터 칩 부동산을 너무 많이 차지할 수 있습니다.
이제 미국과 한국의 연구원들은 이번 주 Nature 의 문제에서보고합니다. 그들은 모든 문제를 극복 할 수있는 새로운 자료를 만들었습니다. 저렴한 빌딩 블록으로 만든 결정질 유기 화합물 인이 재료는 일리노이 주 에반 스턴에있는 노스 웨스턴 대학교 (Northwestern University)의 화학자 인 Samuel Stupp가 노스 웨스턴 화학자 프레이저 스토 다트 (Stoddart)와 함께 새로운 연구를 이끌고 있다고 말했다. Stupp는 Stoddart의 실험실의 전 멤버이자 현재 뉴욕 로체스터 대학교 (Rochester)의 박사후 연구원 인 알렉산더 슈비드 (Alexander Shveyd)가 고리 모양의 유기 분자를 실험하여 함께 모일 분자의 쌍을 만들기 위해 노력하고 있다고 설명했다. 그러나 그는 운이 많지 않았습니다. 그는 Harvard University의 박사후 연구원 인 Stupp의 실험실의 친구 인 Alok Tayi의 도움을 받았습니다. 함께, 두 쌍은 두 분자의 디자인을 조정하고 끈의 구슬과 같은 번갈아 가며 자발적으로 쌓아 놓도록했습니다.
그 디자인은 또 다른 이점이있는 것으로 판명되었습니다. 새로운 재료는 강유전체이며, 이는 한쪽이 음의 하전이고 다른 쪽은 양으로 하전된다는 것을 의미합니다. 전기장을 강유전성 재료에 적용함으로써 엔지니어는 해당 충전을 뒤집을 수 있으며 일단 뒤집어지면 재료는 다른 주스의 버스트에 부딪치지 않으면 해당 전하 방향을 유지합니다. 상대적으로 영구적 인 방향은 비 휘발성 기억을위한 강유전체 유혹 재료를 만듭니다.
Ferroelectrics는 새로운 개념이 아닙니다. 사실, 무기 화합물로 만든 강유전성 재료는 수십 년 동안 있었으며 오늘날 일부 컴퓨터에서도 사용되었습니다. 그러나 무기 강유전성 물질에는 값 비싼 가공이 필요하므로 연구자들은 오랫동안 유기 물질이 더 저렴하기를 바랐습니다. 일반적으로 이들 화합물의 분자 및 전자 구조를 땜질하는 것이 더 쉽습니다. 그러나, 이전의 유기 강유전 전기는 결정질 분자 순서와 무기를 유지하지 않았으므로, 따라서 순서가 안정된 곳에서 동결 된 온도보다 훨씬 낮은 온도에서만 강유전성이었다.
새로운 재료는 빌딩 블록 분자가 자발적으로 잘 정리 된 결정으로 조립되는 방식으로 인해 실온에서 작동합니다. 공여자라고하는 하나의 분자에는 여분의 전자가 있습니다. 수용체라고하는 다른 하나는 하나의 전자가 누락되었습니다. 기증자 및 수용체 분자는 서로 가까이 둥지를 틀어 여분의 전자를 공유하지만 두 유형의 분자는 다른 이웃과 약한 연결을 형성 할 수 있습니다. 그 결과 각 쌍의 기증자가 한쪽의 파트너 수용자에 가깝게 자리 잡았지만 다른 쪽에서는 다음 공여자 수용체 쌍의 수용자와의 악수였습니다. 따라서 기증자와 수용자는 긴 스택을 형성하고, 기증자와 수용자를 교대로 형성했습니다. 이 스택이 조립되는 방식은 재료 강유전체를 한 방향으로 전체 전기 방향으로 만들었습니다.
쿠데타는 연구원들이 결정과 반대 방향으로 전기장을 적용했을 때, 빌딩 블록은 사각형 무용수처럼 작용했다는 것이었다. 결과적으로, 전체 전기 방향은 1에서 0으로 전환되는 약간의 데이터와 마찬가지로 방향을 뒤집 었습니다.
도쿄 대학의 화학자 인 Takuzo Aida는“이 발견은 정상입니다. AIDA는 새로운 자료가 실행 가능한 데이터 저장 기술로 만들기 위해 약간의 조정이 필요할 수 있다고 지적했다. stupp는 동의합니다. 그러나 그는 빌딩 블록을 쉽게 바꾸기 쉽다고 말합니다. "이제 우리는 디자인 규칙을 알기 때문에 분자를 바꾸고 다른 방식으로 정리할 수 있습니다."
