19.07.2019
Никита Шевцов
1

Ученые впервые измерили теплопередачу одной молекулы

Исследователи впервые измерили передачу тепла через одиночную молекулу. Открытие поможет создать молекулярные вычислительные схемы, которые позволят повысить быстродействие компьютеров до предела.

towardmolecu
©Wikipedia

В процессе работы все вычислительные устройства выделяют тепло согласно закону Джоуля — Ленца. При прохождении тока через любой материал, не обладающий сверхпроводимостью, тепло будет выделяться в окружающую среду. Оно может повлиять на работу устройств, в частности на скорость прохождения сигнала.

 

Но до сих пор ученые не могли измерить количество тепла, протекающее через одну молекулу в цепочке. Это значение важно знать для создания вычислительных устройств нового поколения. По словам ученых, чем быстрее тепло может рассеиваться от цепочек молекул, тем надежнее будут молекулярные вычислительные устройства.

 

Исследователи из Мичиганского университета впервые поставили эксперимент, в котором измерили передачу тепла через одну молекулу. Для этого они разработали теплоизмерительный прибор (калориметр), который был почти полностью изолирован от остальной части помещения, что позволяет ему иметь отличную тепловую чувствительность. Они нагревали калориметр примерно на 20-40 градусов выше комнатной температуры и проводили измерения.

 

Прибор был оснащен золотым электродом с наконечником нанометрового размера. Ученые соединили два электрода, пока они практически не соприкоснулись друг с другом, что позволило некоторым цепочкам атомов углерода прикрепиться к электроду калориметра. Когда электроды соприкасались, тепло свободно вытекало из калориметра, как и электрический ток. Затем исследователи медленно разделили электроды, между которыми теперь оставалась только цепочка углеродных атомов. Манипулируя электродами, ученые добились того, что между ними был только один атом. Его теплопередачу и удалось измерить.

 

Новая работа поможет приблизиться к пределу закона Мура, который гласит, что число транзисторов в интегральной схеме удваивается каждые два года, удваивая плотность вычислительной мощности. Молекулярные компьютеры будут иметь наименьший возможный размер вычислительных единиц, а значит, самую большую скорость. Но для их разработки требуются еще годы исследований.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Позавчера, 09:23
Сергей Васильев

Биологи обнаружили, что обширные скопления пластика позволяют прибрежным животным осваивать открытое море, прежде для них недоступное, и распространяться по всем уголкам океана.

2 декабря
Василий Парфенов

Пару недель назад Международная космическая станция разменяла 23-й год своего существования на орбите. И хотя далеко не все ее модули насчитывают и десяти лет эксплуатации, конструкция в целом давно вызывает опасения в надежности. В числе прочего американскую сторону особо волнуют недавние неполадки в российском сегменте. Их считают предвестником серьезного препятствия человеческой экспансии в космос — когда мы лишимся важнейшего форпоста на орбите Земли, а замены ему еще не появится.

Позавчера, 12:49
Алиса Гаджиева

У погибшего почти 70 миллионов лет назад хищника была трудная жизнь: помимо обычного набора проблем, таких как схватки с сородичами, он страдал от зубной боли.

1 декабря
Мария Азарова

Более низкие уровни интерлейкина-6 — маркера системного воспаления — выявили у людей, которые считали, что готовы предоставлять больше поддержки окружающим, чем получать взамен.

2 декабря
Василий Парфенов

Пару недель назад Международная космическая станция разменяла 23-й год своего существования на орбите. И хотя далеко не все ее модули насчитывают и десяти лет эксплуатации, конструкция в целом давно вызывает опасения в надежности. В числе прочего американскую сторону особо волнуют недавние неполадки в российском сегменте. Их считают предвестником серьезного препятствия человеческой экспансии в космос — когда мы лишимся важнейшего форпоста на орбите Земли, а замены ему еще не появится.

Позавчера, 09:23
Сергей Васильев

Биологи обнаружили, что обширные скопления пластика позволяют прибрежным животным осваивать открытое море, прежде для них недоступное, и распространяться по всем уголкам океана.

12 ноября
Мария Азарова

Кошки оказывались сбиты с толку, когда их человек, как им казалось, «телепортировался» в новое, неожиданное место. Однако они не реагировали таким же образом на чужих людей или других животных.

25 ноября
НИУ ВШЭ

Мобильные ученые публикуются в индексируемых журналах в два раза чаще. К такому выводу пришли исследователи из НИУ ВШЭ.

18 ноября
Ольга Иванова

Группа исследователей из Китая и США выявила дополнительный фактор, который мог способствовать самому крупному вымиранию на планете.

[miniorange_social_login]

Комментарии

1 Комментарий

20.07.2019
-
0
+
А вклад излучения в теплопередачу учли?
Подтвердить?
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: