Компьютер, работающий на воде

19.06.2015

Исследователи из Стэнфордского университета разработали синхронную вычислительную систему, оперирующую движущимися каплями воды. Об этом сообщается на сайте учебного заведения.

Система представляет собой набор состыкованных друг с другом T- и I-образных пластинок из железа, напоминающий лабиринт из игры Pac-Man. Пластинки помещены в герметичный "сэндвич" из двух стеклянных панелей, пространство между которыми заполнено маслом. В конструкцию заранее помещены индивидуальные капли воды с намагниченными наночастицами.

По словам одного из авторов изобретения Ману Пракаша (Manu Prakash), доцента Стэнфордского университета, созданный компьютер представляет собой сочетание законов гидродинамики и фундаментального элемента любой вычислительной системы - тактового генератора. При этом наиболее сложной задачей оказалось создание именно последнего компонента.

Для того чтобы заставить капли двигаться в "лабиринте" железных пластин и делать это синхронно, исследователи построили установку с вращающимся магнитным полем. Когда магнитное поле поворачивается, полярность пластин меняется, и капли продвигаются на один шаг в заранее заданном направлении. Затем происходит еще один оборот, и капли продвигаются еще на один шаг. Каждый оборот магнитного поля является одним тактом. Системой считывания данных служит видеокамера, которая фиксирует положение капель в каждый момент времени.

Похожие неэлектронные компьютеры обычно применяются в условиях, когда из соображений секретности или из-за высокой мощности электромагнитных полей невозможно применять технику, основанную на полупроводниковой элементной базе.

<< Назад: Хронический недостаток сна может разрушать память 19.06.2015

>> Вперед: Собака и смартфон 18.06.2015

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Впервые преоодолена передача ВИЧ от матери к ребенку 02.01.2026

Проблема вертикальной передачи ВИЧ - от матери к ребенку - остается одной из ключевых задач глобальной медицины. Недавний отчет Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) демонстрирует историческое достижение: Бразилия впервые в своей истории полностью преодолела этот путь передачи вируса. Страна стала 19-й в мире и первой с населением более 100 миллионов человек, которая достигла такого результата. Достижения Бразилии основаны на комплексных медицинских программах, обеспечивающих своевременный доступ к диагностике и терапии для всех слоев населения. ВОЗ официально подтвердило, что уровень передачи ВИЧ от матери к ребенку снизился до менее двух процентов. Более 95% беременных женщин в стране получают регулярный скрининг на ВИЧ и необходимое лечение в рамках стандартного ведения беременности. Изначально программа тестировалась в крупных муниципалитетах и штатах с населением более 100 тысяч человек, а затем была масштабирована на всю страну. Такой подход позволил унифицировать ста ...>>

Нанослой германия увеличивает эффективность солнечных батарей на треть 02.01.2026

Разработка высокоэффективных солнечных батарей остается одной из ключевых задач современной энергетики. Недавнее исследование южнокорейских ученых позволило повысить производительность тонкопленочных солнечных элементов почти на 30%, что открывает новые перспективы для возобновляемых источников энергии, гибкой электроники и сенсорных устройств. Команда исследователей сосредоточилась на элементах на основе моносульфида олова (SnS) - нетоксичного и доступного материала, который идеально подходит для гибких солнечных панелей. До настоящего времени эффективность SnS-устройств оставалась низкой из-за проблем на границе контакта с металлическим электродом. В этой области возникали структурные дефекты, диффузия элементов и электрические потери, что существенно ограничивало возможности таких батарей. "Этот интерфейс был главным барьером для достижения высокой производительности", - отмечает профессор Джейонг Хо из Национального университета Чоннам. Для решения этих проблем ученые предлож ...>>

Электростатическое решение для борьбы с льдом и инеем 01.01.2026

Борьба с льдом и инеем на транспортных средствах и критически важных поверхностях зимой остается сложной и затратной задачей. Ученые из Virginia Tech разработали инновационную технологию, способную разрушать лед и иней без использования тепла или химических реагентов, что открывает новые возможности для безопасной и экологичной зимней эксплуатации транспорта. Исследователи обнаружили, что лед и иней образуют кристаллическую решетку с так называемыми ионными дефектами - заряженными участками, способными перемещаться под воздействием электрического поля. Эти дефекты являются ключом к управлению прочностью льда и его удалением с поверхностей. Когда на замерзшую поверхность подается положительный электрический заряд, отрицательные ионные дефекты притягиваются к источнику поля. Это вызывает разрушение кристаллической решетки льда, в результате чего часть льда буквально "отскакивает" от поверхности. Такой эффект позволяет удалять лед без применения внешнего тепла или химических средств ...>>

Древний лед Антарктики 01.01.2026

Изучение древних ледниковых слоев - один из самых надежных способов понять, как формировался климат Земли и как он может изменяться в будущем. Недавнее открытие международной группы исследователей в Антарктике дает уникальную возможность заглянуть на миллионы лет назад и получить ценную информацию о атмосфере нашей планеты. В районе Аллан-Хиллс ученые пробурили керны древнего льда и обнаружили слои, возраст которых оценивается примерно в 6 миллионов лет. Это старейший лед, когда-либо найденный на Земле и датированный напрямую, что делает находку беспрецедентной в истории климатологии. Особое значение имеют крошечные пузырьки воздуха, запечатленные в ледяных кристаллах. Они служат настоящими "капсулами времени", сохраняя состав атмосферы прошлого. Анализ этих пузырьков позволяет восстановить климатические условия древней Земли, когда средние температуры были выше современных, а уровень океанов значительно выше нынешнего. Древние ледяные керны можно рассматривать как подробные х ...>>

Нано-уровень управления светом 31.12.2025

Современная нанофотоника стремится превратить свет в инструмент точного управления на микроскопическом уровне. Недавние исследования международной команды ученых открывают новые возможности в этой области, позволяя манипулировать светоматериальными волнами на наноуровне с беспрецедентной точностью. Такие достижения могут стать ключом к созданию сверхбыстрых коммуникационных систем и высокочувствительных сенсоров. В центре внимания исследователей оказались гиперболические фонон-поляритоны - особый тип волн, возникающих при взаимодействии света с колебаниями вещества. Эти волны способны концентрировать свет в пространственных масштабах, значительно меньших длины его волны, что позволяет создавать устройства с высокой плотностью интеграции и повышенной функциональностью. Работа велась совместно учеными из Шанхайского транспортного университета, Национального центра нанонауки и технологий Китая, а также коллегами из Испании. Они предложили двухэтапную схему возбуждения волн: сначала ...>>

Случайная новость из Архива Электричество превращается в спирт 09.04.2012 Ученые из Калифорнийского университета нашли способ превращения электричества в альтернативное топливо. Это может решить проблему хранения электроэнергии из возобновляемых источников и неэкологичного бензинового автотранспорта. Электрический автомобиль - это идеальный экологичный автотранспорт. Но несовершенные аккумуляторы сильно ограничивают запас хода и возможности электромобилей. Ученые из Калифорнийского университета впервые продемонстрировали метод преобразования углекислого газа с помощью электричества в жидкое топливо изобутанол. Таким образом, появилась возможность превратить электроэнергию в привычное химическое топливо. Сегодня электроэнергию, вырабатываемую с помощью различных методов, по-прежнему трудно хранить эффективно. Химические аккумуляторы, гидравлические насосы, расщепление воды имеют невысокий КПД и несовместимы с современной транспортной инфраструктурой. Но если превратить электричество в жидкое топливо, можно добиться действительно высокой плотности хранения энергии. Кроме того, тогда можно перейти на использование электричества в качестве топлива для транспорта без необходимости менять существующую инфраструктуру. Ученые предлагают новый метод превращения электрической энергии в химическую, хранимую в виде спирта, которым можно заправлять автомобили. Этого удалось добиться с помощью генетически модифицированных микроорганизмов Ralstonia eutropha H16, которых "научили" производить изобутанол и 3-метил-1-бутанол. Для этого используется биореактор, углекислый газ в качестве единственного источника углерода и электричество. Процесс основан на фотосинтезе. Как известно, фотосинтез - это процесс преобразования энергии света в химическую энергию. Есть два этапа фотосинтеза - световая реакция и реакция в темноте. Световая реакция преобразует световую энергию в химическую энергию, и происходит на свету. Для второго этапа фотосинтеза, превращения СО2 в сахар, свет не нужен. Ученым удалось разделить оба этапа фотосинтеза: вместо использования биологического фотосинтеза, преобразовать солнечный свет в электрическую энергию (с помощью солнечных панелей), а затем захватить углекислый газ для производства топлива. Этот метод более эффективен, чем аналогичные процессы в естественных биологических системах. Так, для производства топлива при данном процессе не требуются большие посевные площади, как в случае с традиционным биотопливом. Поскольку основная реакция происходит в темноте, биореактор с бактериями можно разместить в любом месте, а солнечные панели расположить на крыше здания или в пустыне.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026