Z kosmosu do urządzeń nanotechnologicznych

Badania nad kryształami lodu w księżycach Saturna i Neptuna zaowocowały odkryciem, które może w przyszłości zostać zastosowane w mikroelektronice.

Przeprowadzane metodą rozpraszania neutronowego badania kryształów metanolu, występujących w "lodowej lawie" księżyców zewnętrznych planet Układu Słonecznego ujawniły, że mają one bardzo interesujące właściwości rozszerzania cieplnego - przy ogrzewaniu pod ciśnieniem pokojowym rozszerzają się w jednym wymiarze, a kurczą w pozostałych dwóch. Natomiast przy ogrzewaniu ich, kiedy znajdują się pod jednolitym naciskiem rozszerzają się w dwóch kierunkach, a kurczą w drugim. Właściwość ta jest nazywana ujemną ściśliwością liniową (negative linear compressibility, NLC).

Materiały NLC są bardzo interesujące dla naukowców zajmujących się nanotechnologią - mogą one w przyszłości stanowić materiał, z którego będzie można wykonywać nanoprzełączniki, mikroskopijne systemy pozwalające do kontrolowania przepływu elektryczności w systemach mikroelektronicznych. Są jednak one bardzo rzadkie - na chwilę obecną znamy około 15 przykładów. Cytując prof. Reinharda Nedera, z komitetu krystalografii Instytutu Laue Langevin, gdzie przeprowadzono badania:

Aktualnie zastosowanie materiałów NLC w technologiach takich jak nano-przełączniki jest czysto teoretyczne i ograniczone przez nasze niezrozumienie zasad fizycznych leżących u podstaw zjawiska. Jednak prosta struktura monohydratu metanolu daje nam szanse na zrozumienie źródła takiej właściwości, dzięki czemu będzie można jej poszukać w innych, możliwych do wykorzystania komercyjnego materiałach.

To, jak badania z zakresu geologii planetarnej, mające na celu zrozumienie zasad wybuchów wulkanów na lodowych księżycach zewnętrznego Układu Słonecznego mogą przyczynić się w przyszłości do stworzenia lepszych urządzeń mikroelektronicznych to idealny przykład na to, jak podstawowe badania naukowe mogą mieć nieoczekiwane zastosowania w różnych polach technologii.

[na podstawie Science Daily]

Leszek Karlik

Więcej o: