nanotubi di carbonio
I nanotubi sono dei cilindri cavi di carbonio da molto tempo in cerca di un'applicazione adeguata. Sono più duri del diamante e decine di volte più resistenti dell'acciaio. Possono essere usati come conduttori elettrici, ma anche agire come semiconduttori, come il silicio utilizzato nei transistor. Nonostante tutto questo, al momento vengono usati solo per oggetti come tavole da surf e parti di biciclette.

Ma c'è chi vuole invertire questa tendenza. Uno di questi è Max Shulaker della Stanford University . Il dottor Shulaker vuole costruire i computer con i nanotubi. E, come egli descrive in un articolo su Nature di questa settimana, pare che stia per riuscirci.

Il primo computer nanotubo è un dispositivo semplice, costituito da 178 transistor piuttosto che le centinaia di milioni trovati in un chip di silicio contemporaneo.
Può gestire un solo bit di dati (cioè, un "1 " o " 0 "0) alla volta, mentre le macchine moderne arrivano a 32 bit o 64 bit.
Può eseguire una sola operazione alla volta: sottraendo un numero da un altro e memorizzando la risposta in uno dei due posti, a seconda che tale risposta sia maggiore o minore di zero. Ma questo è tutto quello di cui ha bisogno un computer per funzionare.
Teoricamente la macchina del dottor Shulaker è capace di fare qualsiasi cosa, dal calcolo delle tasse, fino a giocare a "Minecraft". Solo che lo fa molto lentamente.

Per costruire questa macchina bisognava superare due problemi.
Il primo consisteva nel costruire i tubi che formano i transistor e farli puntare nella giusta direzione. Come suggerisce il nome "nanotubi", le loro dimensioni sono misurate in miliardesimi di metro, il che li rende difficili da gestire.
L'altra era assicurarsi che tutti i tubi potessero funzionare come semiconduttori, in modo che potessero effettivamente essere trasformati in transistor.

Per allineare i tubi, il dottor Shulaker e il suo team hanno posizionato i nanotubi su strisce di quarzo, la cui struttura cristallina punta nella direzione giusta. I ricercatori hanno trovato tecniche che permettono di raggiungere il 99,5% di precisione nel posizionamento ma anche un piccolo disallineamento può causare gravi errori. Il restante 0,5% è stato successivamente individuato ed eliminato utilizzando un campo elettrico per trasformare quelli semiconduttori in isolatori, poi è stato sparato un potente impulso di energia elettrica attraverso l'intero lotto. Quindi i nanotubi difettosi sono letteralmente stati bruciati via dalla forza della corrente.

Questo significa che il silicio sta arrivando alla fine della sua vita come materiale scelto per costruire i processori dei computer.
I transistor coi nanotubi sono più piccoli, hanno meno perdite di corrente e il loro utilizzo potrebbe ridurre il consumo energetico del 90% rispetto ai transistor di silicio.
Il team del dottor Shulaker, inoltre, sta cercando il modo per rendere il processo di fabbricazione dei transistor a nanotubi, compatibile con la costruzione di quelli in silicio, in modo che i due possono essere integrati facilmente.
Se funzionerà lo dirà solo il tempo, ma i presupposti sono dei migliori.

Roberto Forlani

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