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lunes, 29 de febrero de 2016

Pequeños discos de cuarzo para almacenar hasta 360 TB por millones de años. Sí ¡360 TB!


Pequeños discos de cuarzo para almacenar hasta 360 TB por millones de años. Sí ¡360 TB!

Por años hemos ido evolucionado la forma en la que almacenamos nuestra información, desde cassettes de cinta, pasando por diskettes, CDs, DVDs, Blu-Rays, hasta los discos duros mecánicos y ahora las unidades SSD, que siguen creciendo de una forma impresionante, llegando a una capacidad que hace años sonaba simplemente imposible.
Pero ahora gracias a un grupo de investigadores de la Universidad de Southampton, conocemos una nueva e interesante forma de almacenamiento, que consiste en nanoestructuras de cinco dimensiones dentro de un cristal de cuarzo, trayendo así la posibilidad de tener casi de forma eterna, una cantidad brutal de información de forma segura en un pequeño disco.


Almacenamiento (casi) eterno en 5D
La técnica de grabación se basa en pequeños pulsos láser de muy corta duración, estamos hablando de femtosegundos, que generan una estructura de tres capas de puntos nanoestructurados separados por tan sólo 5 micras, equivalente a la millonésima parte de un metro, lo que permite grabar hasta 360 TB de información en un pequeño cristal de cuarzo de cinco dimensiones a nivel nanoscópico.


Esta estructura ofrece una longevidad nunca antes vista, ya que los investigadores aseguran que la información podría permanecer intacta por 13.800 millones de años a una temperatura de hasta 190 °C, aunque estos pequeños discos son capaces de soportar temperaturas de hasta 1.000 °C, algo que evidentemente reduciría su vida útil, pero el punto es mostrar de gran capacidad de almacenamiento y durabilidad que puede ofrecer un dispositivo de este tipo, con lo que prácticamente se podría almacenar toda la historia y el conocimiento de la humanidad por varios millones de años.


Esta técnica no es algo nuevo, en 2013 se empezaron las primeras pruebas de almacenamiento sobre cuarzo y al día de hoy tenemos obras como la Declaración Universal de los Derechos Humanos, La Biblia y la Carta Magna, todas almacenadas en estos pequeños discos de cristal, pero el logro en esta ocasión es el desarrollo y la ampliación de la estructura, que dará la posibilidad de tener una gran capacidad de almacenamiento.

martes, 3 de noviembre de 2015

El Nanodragster II

El Nanodragster

dragster1

Nanodragster[edit]

El Nanodragster, dobló al bólido automovilístico más pequeño, y es un nano automóvil .El diseño mejora un nanoauto previo y es un paso adelante para crear máquinas moleculares. El nombre proviene de la semejanza con un dragster puesto que tiene un eje más corto con ruedas más pequeñas adelante y un eje más grande con ruedas mayores atrás.












El auto nano fue desarrollado en la Universidad de Rice, el Instituto Richard E. Smalley de Ciencia y Tecnología de Escala Nano por el equipo de James Tour, Kevin Kelly y otros colegas involucrados en su investigación. El nanoauto previo desarrollado tenía de 3 a 4 nanómetros, lo que era algo más que una hebra de ADN y aproximadamente 20.000 veces más delgado que un cabello humano. Estos nanoautos fueron construidos con esferas de carbono para sus cuatro ruedas, lo que hizo necesaria 200 grados centígrados para moverlos. Por otra parte un nanoauto que utilizara ruedas de p-carborano se movería como sobre hielo. Tales observacionescondujeron a la producción de nanoautos que tenían ambos diseños de ruedas.
El Nanodragster es 50.000 veces más delgado que un cabello humano y tiene una velocidad máxima de 0.014 meters por hora. Las ruedas traseras son moléculas esféricas fullerenes o buckyballs, compuestas de 60 átomos de carbono cada una que son atraídas a un eje que está hecho de una capa muy delgada  de oro. Este diseño también hizo posible al equipo de Tour operar la unidad a temperaturas más bajas.
El nanodragster y otras nano-máquinas están diseñadas para ser usadas para el transporte de objetos. Esta tecnología puede ser usada para fabricar circuitos de computación y componentes electrónicos o en conjunto con productos farmacéuticos dentro del cuerpo humano. Tour también especulaba con que el conocimiento ganado mediante la investigación del nanoauto contribuiría a construir sistemas catalíticos eficientes en el futuro.

La traducción continuará

Electrically driven directional motion of a four-wheel molecule on a metal surface[edit]

Kudernac et al. described a specially designed molecule that has four motorized "wheels". By depositing the molecule on a copper surface and providing them with sufficient energy from electrons of a scanning tunnelling microscope they were able to drive some of the molecules in a specific direction, much like a car, being the first single molecule capable to continue moving in the same direction across a surface. Inelastic electron tunnelling induces conformational changes in the rotors and propels the molecule across a copper surface. By changing the direction of the rotary motion of individual motor units, the self-propelling molecular 'four-wheeler' structure can follow random or preferentially linear trajectories. This design provides a starting point for the exploration of more sophisticated molecular mechanical systems, perhaps with complete control over their direction of motion.[12]

Motor Nanocar[edit]

A future nanocar with a synthetic molecular motor has been developed by Jean-Francois Morin et al.[13] It is fitted with carborane wheels and a light powered helicene synthetic molecular motor. Although the motor moiety displayed unidirectional rotation in solution, light-driven motion on a surface has yet to be observed. Motility in water and other liquids can be also realized by a molecular propeller in the future.

dragster1

Nanodragster[edit]

The Nanodragster, dubbed the world's smallest hot rod, is a molecular nanocar.[1][4] The design improves on previous nanocar designs and is a step towards creating molecular machines. The name comes from the nanocar's resemblance to a dragster, as it has a shorter axle with smaller wheels in the front and a larger axle with larger wheels in the back.
The nanocar was developed at Rice University’s Richard E. Smalley Institute Nanoscale Science and Technology by the team of James Tour, Kevin Kelly and other colleagues involved in its research.[5][6] The previous nanocar developed was 3 to 4 nanometers which was a little over[the width of?] a strand of DNA and was around 20,000 times thinner than a human hair.[7] These nanocars were built with carbon buckyballs for their four wheels, which made it need 400 °F (200 °C) to get it moving. On the other hand, a nanocar which utilized p-carborane wheels moves as if on ice.[8] Such observations led to the production of nanocars which had both wheel designs.
The Nanodragster is 50,000 times thinner than a human hair and has a top speed of 0.014 millimeters per hour (0.0006 in/h).[4][9][10] The rear wheels are spherical fullerene molecules, or buckyballs, composed of sixty carbon atoms each, which are attracted to a dragstrip that is made up of a very fine layer of gold. This design also enabled Tour’s team to operate the device at lower temperatures.
The nanodragster and other nano-machines are designed for use in transporting items. The technology can be used in manufacturing computer circuits and electronic components, or in conjunction with pharmaceuticals inside the human body.[11] Tour also speculated that the knowledge gained from the nanocar research would help build efficient catalytic systems in the future.

Electrically driven directional motion of a four-wheel molecule on a metal surface[edit]

Kudernac et al. described a specially designed molecule that has four motorized "wheels". By depositing the molecule on a copper surface and providing them with sufficient energy from electrons of a scanning tunnelling microscope they were able to drive some of the molecules in a specific direction, much like a car, being the first single molecule capable to continue moving in the same direction across a surface. Inelastic electron tunnelling induces conformational changes in the rotors and propels the molecule across a copper surface. By changing the direction of the rotary motion of individual motor units, the self-propelling molecular 'four-wheeler' structure can follow random or preferentially linear trajectories. This design provides a starting point for the exploration of more sophisticated molecular mechanical systems, perhaps with complete control over their direction of motion.[12]

Motor Nanocar[edit]

A future nanocar with a synthetic molecular motor has been developed by Jean-Francois Morin et al.[13] It is fitted with carborane wheels and a light powered helicene synthetic molecular motor. Although the motor moiety displayed unidirectional rotation in solution, light-driven motion on a surface has yet to be observed. Motility in water and other liquids can be also realized by a molecular propeller in the future.

domingo, 17 de mayo de 2015

La cuestión de las computadoras electrónicas I

La cuestión de las computadoras electrónicas I


En realidad, la cuestión de las computadoras digitales electrónicas es bastante simple. Las señales son dos: 0 y 1, o apagado y prendido, como una llave eléctrica. Los que trasmiten las señales son electrones.que circulan a la velocidad de la corriente eléctrica, que es constante, aproximadamente igual a la velocidad de la luz dividida por un número mayor que 1. Toda duplicación, por ejemplo, de la velocidad de los procesadores se debe entonces a que los circuitos están más cerca, a la mitad de la distancia. Ahora ésto tiene un límite al que ya estamos llegando. Por fenómenos cuánticos, cuando las membranas son demasiado delgadas, o sea que los circuitos están demasiado cerca, se produce una fuga de electrones a través de ellas. Entonces puede haber soluciones. Una de ellas es aumentar la velocidad del medio trasmisor: los procesadores ópticos que trasmiten directamente a la velocidad de la luz y es ésta la que lleva las señales. Otra de las soluciones son los nano procesadores cuánticos. Ya se ha probado con moléculas que cambian de estado ante un estímulo, por ejemplo eléctrico, El número de estados es dos o limitado a un dígito,.


Ricardo Ferré, Mayo de 2015

Foto de Riqui Ferré.
En la figura se representa un transistor molecular.

domingo, 19 de febrero de 2012

CREAN EL TRANSISTOR MÁS PEQUEÑO DEL MUNDO

CREAN EL TRANSISTOR MÁS PEQUEÑO DEL MUNDO



Expertos de las nanotecnologías crearon en laboratorio el transistor más pequeño del mundo: un único átomo de fósforo que podría abrir el camino a las computadoras del futuro.



Los investigadores lograron posicionar con una precisión sin precedentes, combinando técnicas ya utilizadas en la producción industrial de semiconductores clásicos con un microscopio "con efecto túnel", un átomo de fósforo en una capa de silicio, el material predilecto de los chips informáticos.
Se trata de un experimento que les permitió definir un grupo de seis átomos de silicio y reemplazar uno por un átomo de fósforo, con una precisión superior a medio nanómetro (un nanómetro es un millón de veces más pequeño que un milímetro).
imagenHasta ahora, la precisión lograda para tales operaciones era del orden de los 10 nanómetros, un margen de error muy importante a la escala atómica, subraya el estudio publicado el domingo en la revista británica Nature Nanotechnology.
"Esta posición individual del átomo es verdaderamente primordial si se quiere poder utilizar en un ordenador cuántico", que ofrecería una rapidez y una potencia de cálculo sin igual, explicó Martin Füchsle, del Centro de Informática Cuántica de la Universidad de Nueva Gales del Sur, de Sídney.
Los ensayos realizados por el equipo de Michelle Simmons, que dirige este centro australiano, confirmaron que el átomo de fósforo cumple el rol de transistor, como los que son utilizados en la electrónica clásica. Puede servir por ejemplo como interruptor o amplificador de una señal eléctrica.
Mejor aún, este transistor atómico conservaría una parte de sus propiedades cuánticas, lo que abre el camino a otras aplicaciones. La física cuántica, en vigor a nivel atómico, transgrede las reglas de la física clásica que se aplican a mayor escala.
Esta técnica, aún experimental, sería "particularmente pertinente para el desarrollo de transistores de silicio a la escala del átomo, y nuestro enfoque podría ser utilizado también en los ordenadores cuánticos", afirman los investigadores.
Pero se trata únicamente de un primer paso, subrayaron. "Para llegar a construir un ordenador (cuántico), habrá que ubicar una gran cantidad de transistores atómicos" en serie, explica Simmons.
Sin embargo, estos resultados son muy alentadores y "demuestran que un dispositivo constituido de un sólo átomo puede en teoría ser construido y controlado con la ayuda de nanocables", estima el estudio.
Los investigadores australianos y estadounidenses dirigidos por Simmons lograron construir el "nanocable", constituido de silicio y fósforo, de cuatro átomos de ancho y uno de alto.
Este "nanocable" es capaz de conducir corriente como el banal cable de cobre de nuestros aparatos domésticos, demostraron en un estudio publicado el mes pasado en la revista Science.
Se trata de un resultado sorprendente, ya que según la física cuántica la resistencia de un nanocable debería en teoría ser extrema e impedir que los electrones circulen libremente.
(AFP)


viernes, 21 de octubre de 2011

Material nanotecnológico autoconfigurable


Crean material nanotecnológico capaz de reconfigurarsePDFImprimirE-Mail
  
nanotecnologiaWashington, 17 oct (PL) Un material nanotecnológico capaz de reconfigurarse a sí mismo fue creado por científicos de la Northwestern University, quienes difundieron los resultados de su estudio en la revista Nature Nanotechnology.

  El nuevo material de naturaleza reversible puede hacer que las computadoras adapten sus circuitos a sus necesidades, explicaron los investigadores en la publicación científica.

Esta puede ser una solución a problemas de la tecnología moderna, como es el tamaño cada vez más pequeño de los circuitos de los aparatos en miniatura.

El dispositivo está formado por partículas microconductoras de cinco millonésimas de milímetros de ancho que se encuentra revestida por una sustancia química dotada de carga positiva, que a su vez se está equilibrada por átomos cargados negativamente.

Al aplicar una carga eléctrica, las partículas negativas son desplazadas, mientras que las positivas permanecen, lo que permite que puedan modular regiones de alta y baja conductividad.

De esa forma se crea una nueva trayectoria que los electrones pueden seguir para trasladarse a través del material.


jueves, 9 de junio de 2011

La nanotecnología en las supercomputadoras del mañana

Nanotecnología
Nanociencia




Nanotecnología e Informática


Nuevos avances en nanotecnología pone a tiro a las supercomputadoras del mañana. Dentro de unos años, las computadoras serán bastante diferentes de las actuales. Los avances en el campo de la nanotecnología harán que las computadoras dejen de utilizar el silicio como sistema para integrar los transistores que la componen y empiecen a manejarse con lo que se llama mecánica cuántica, lo que hará que utilicen transistores a escala atómica.

Aproximadamente para el año 2010, el tamaño de los transistores o chips llegará a límites de integración con la tecnología actual, y ya no se podrán empaquetar más transistores en un área de silicio, entonces se entrará al nivel atómico o lo que se conoce como mecánica cuántica.

Las computadoras convencionales trabajan simbolizando datos como series de unos y ceros –dígitos binarios conocidos como bits. El código binario resultante es conducido a través de transistores, switches que pueden encenderse o prenderse para simbolizar un uno o un cero.

Las computadoras cuánticas, sin embargo, utilizan un fenómeno físico conocido como “superposición”, donde objetos de tamaño infinitesimal como electrones o átomos pueden existir en dos o más lugares al mismo tiempo, o girar en direcciones opuestas al mismo tiempo. Esto significa que las computadoras creadas con procesadores superpuestos puedan utilizar bits cuánticos –llamados qubits- que pueden existir en los estados de encendido y apagado simultáneamente.

De esta manera, estas computadoras cuánticas pueden calcular cada combinación de encendido y apagado al mismo tiempo, lo que las haría muchísimo más veloces que los actuales procesadores de datos a la hora de resolver ciertos problemas complejos de cálculos matemáticos. La investigación de la computación cuántica está ganando terreno rápidamente en laboratorios de investigación militares, de inteligencia y universidades alrededor del planeta. Entre otros, están involucrados gigantes como AT&T, IBM, Hewlett-Packard, Lucent and Microsoft .





En electrónica, miniaturización es sinónimo de éxito. Reducir el tamaño de los circuitos integrados implica una respuesta más rápida y un menor consumo de energía. Y en esta escalada hacia lo extremadamente pequeño, la nanotecnología se convierte en un aliado imprescindible.


Informática a nanoescala 

Hasta ahora nos habíamos habituado a que la Ley de Moore, que afirma que la capacidad de nuestros ordenadores se dobla cada 18 meses, se cumpliera a rajatabla. Pero la realidad muestra que, utilizando la tecnología convencional, que utiliza los transistores como pieza básica, este desarrollo alcanzará pronto sus límites. La alternativa para que el progreso no se detenga es crear los dispositivos de almacenamiento a escala molecular, nuevos métodos de cálculo, interruptores moleculares y cables de tubos de carbono estirados. En definitiva, lo que se conoce como ordenadores cuánticos.

El primer paso hacia estos dispositivos se producía a finales de agosto de 2001, cuando los investigadores de IBM crearon un circuito capaz de ejecutar cálculos lógicos simples mediante un nanotubo de carbono autoensamblado. En estos momentos es la empresa Hewlett-Packard la que se encuentra más cerca de crear una tecnología capaz de sustituir a los actuales procesadores. Hace tan solo unos meses daban un paso de gigante al lograr que una nueva técnica basada en sistemas usados actualmente en matemáticas, criptografía y telecomunicaciones les permita crear dispositivos con equipos mil veces más económicos que los actuales. La compañía promete que habrá chips de sólo 32 nanómetros en el mercado dentro de 8 años.

Otras empresas como IBM o Intel le siguen de cerca. En concreto, en el marco de la First Internacional Nanotechnology Conference celebrada el pasado mes de junio, Intel desvelaba por primera vez públicamente sus planes para el desarrollo de chips de tamaño inferior a 10 nanómetros, combinando el silicio con otras tecnologías que están aún en sus primeras fases de investigación.

Tan importante como la velocidad de procesamiento es la capacidad de almacenamiento. Eso lo sabe bien Nantero, una empresa de nanotecnología que trabaja en el desarrollo de la NRAM. Se trata de un chip de memoria de acceso aleatorio no volátil y basada en nanotubos. Sus creadores aseguran que podría reemplazar a las actuales memorias SRAM, DRAM y flash, convirtiéndose en la memoria universal para teléfonos móviles, reproductores MP3, cámaras digitales y PDAs.

Por su parte, investigadores de la Texas A&M University y del Rensselaer Polytechnic Institute han diseñado un tipo memoria flash de nanotubo que tiene una capacidad potencial de 40 gigas por centímetro cuadrado y 1000 terabits por centímetro cúbico. Y la compañía Philips trabaja en una nueva tecnología de almacenamiento óptico que permite el almacenaje de hasta 150 gigabytes de datos en dos capas sobre un medio óptico similar a los actuales DVDs.

Computadoras casi invisibles

La nanotecnología será un salto importante en la reducción de los componentes, y ya hay avances, pero muchos de estos adelantos se consideran secretos de las empresas que los están desarrollando.

El tamaño de las computadoras del futuro también podría sorprender, ya que podría ser la quincuagésima parte (cincuenta veces menor) de una computadora actual de semiconductores que contuviera similar número de elementos lógicos. La reducción del tamaño desemboca en dispositivos más veloces; las computadoras podrán operar a velocidades mil veces mayores que las actuales.

Algunos estudios pronostican que la técnica híbrida, que conjuga microcircuitos semiconductores y moléculas biológicas, pasará bastante pronto del dominio de la fantasía científica a las aplicaciones comerciales. Las pantallas de cristal líquido ofrecen un espléndido ejemplo del sistema híbrido que ha triunfado. Casi todas las computadoras portátiles utilizan pantallas de cristal líquido, que combinan dispositivos semiconductores con moléculas orgánicas para controlar la intensidad de la imagen en la pantalla. Son varias las moléculas biológicas que se podrían utilizar con vistas a su utilización en componentes informáticos.