Ученые впервые измерили теплопередачу одной молекулы — Naked Science
4 минуты
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.
7 часов назад
39 минут
Александр Березин

В июне 2020 года канадские астрономы рассчитали, что в Млечном Пути может быть пять миллиардов планет, похожих на Землю и вращающихся вокруг звезд, похожих на Солнце. Однако это лишь видимая часть айсберга обитаемых планет. Дело не только в том, что вокруг звезд других типов их больше: и сами условия на экзопланетах в других системах могут быть куда благоприятнее для жизни, чем у нас с вами. Попробуем понять почему.

10 часов назад
2 минуты
Sergei Sobol

Обращаете внимание, какой творческий подход проявляют дизайнеры при создании электрических мотоциклов? Каждый из них уникален своими особенностями, и наш сегодняшний фаворит – концептуальный электрический байк BMW Motorrad – не исключение. Он создан дизайнером из Валенсии Яго Валино (Iago Valino), вдохновившимся кастомными мотоциклами мастерской El Solitario. А эстетика байка навеяна культовыми мотоциклами Ural, в которые советские инженеры добавили собственный взгляд на традиции BMW.

Позавчера, 12:00
2 минуты
Илья Ведмеденко

Как следует из обнародованных материалов, дальность действия перспективной американской системы гиперзвукового оружия Long Range Hypersonic Weapon превышает 2775 километров.

7 часов назад
39 минут
Александр Березин

В июне 2020 года канадские астрономы рассчитали, что в Млечном Пути может быть пять миллиардов планет, похожих на Землю и вращающихся вокруг звезд, похожих на Солнце. Однако это лишь видимая часть айсберга обитаемых планет. Дело не только в том, что вокруг звезд других типов их больше: и сами условия на экзопланетах в других системах могут быть куда благоприятнее для жизни, чем у нас с вами. Попробуем понять почему.

10 часов назад
2 минуты
Sergei Sobol

Обращаете внимание, какой творческий подход проявляют дизайнеры при создании электрических мотоциклов? Каждый из них уникален своими особенностями, и наш сегодняшний фаворит – концептуальный электрический байк BMW Motorrad – не исключение. Он создан дизайнером из Валенсии Яго Валино (Iago Valino), вдохновившимся кастомными мотоциклами мастерской El Solitario. А эстетика байка навеяна культовыми мотоциклами Ural, в которые советские инженеры добавили собственный взгляд на традиции BMW.

Позавчера, 12:00
2 минуты
Илья Ведмеденко

Как следует из обнародованных материалов, дальность действия перспективной американской системы гиперзвукового оружия Long Range Hypersonic Weapon превышает 2775 километров.

16 апреля
4 минуты
Илья Ведмеденко

Исследователи установили, что обнаруженный в Баренцевом море объект — погибшая советская субмарина типа «Крейсерская». Это одна из самых больших подлодок СССР периода Второй мировой.

23 апреля
11 минут
Василий Парфенов

Действующий глава NASA в рамках общения с прессой ответил на ряд вопросов, касающихся недавних заявлений российских политиков и главы «Роскосмоса» о скором отказе от собственного сегмента МКС. Администратор заверил всех, что агентство находится в хороших отношениях с Россией, а также поделился информацией о согласовании обмена местами для астронавтов и космонавтов в пилотируемых миссиях двух стран.

25 апреля
17 минут
Александр Березин

На этой неделе СМИ выдали новость, от которой можно впасть в шок: «Ранее из России уезжало около 14 тысяч исследователей [в год], теперь — 70 тысяч». Мы внимательно разобрались в ситуации и вынуждены отметить, что ничего подобного не было и нет. В реальности речь вовсе не об ученых и даже не о высококвалифицированных специалистах. Проблемы с учеными в России есть. Но в этом случае речь идет не о них, а о том, что отдельные бывшие комсомольские вожаки, удачно устроившиеся в РАН, перепутали утечку мозгов из России с отъездом из нее гастарбайтеров. Разбираемся, как это у них получилось.

[miniorange_social_login]

Комментарии

1 Комментарий

20.07.2019
-
0
+
А вклад излучения в теплопередачу учли?
Подтвердить?
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: