Группa учeныx из унивeрситeтa Бaзeля (University of Basel), Швeйцaрия, и Тexнoлoгичeскoгo институтa Кaрлсруэ (Karlsruhe Institute of Technology, KIT), Гeрмaния, рaзрaбoтaли структуру, изготовили и провели испытания одного из самых маленьких возьми свете электрических выключателей. Основой этого выключателя является единственная молекула вещества, синтезированная таким образом, ради придать этой молекуле необходимые электрические и механические свойства. Данное достижение является одним из больших шагов нате пути продвижения теоретических идей к практическому воплощению элементов так называемой молекулярной электроники.

Криотурбация синтезированной молекулы чем-то напоминает трехногий лунный посадочный модуль, получай вершине которого находится активная часть переключателя. Его три «ноги» имеют специальные «якорные» химические группы, обеспечивающие прочное и надежное сцепление с поверхностью покрытого золотом основы. Роль активного элемента выполняет нитриловая группа, которая выступает достаточно очень за пределы всей остальной молекулы.

Вторым электродом этого «выключателя» является брандспойт туннельного сканирующего микроскопа, и при его же помощи осуществляется управление состоянием выключателя. Когда-никогда наконечник микроскопа входит в контакт с «торчащей» нитриловой группой, то через молекулу начинает литься электрический ток, а электрическая проводимость молекулы зависит от положения нитриловой группы. Нежели сильней она прижимается наконечником микроскопа в сторону молекулы, тем ниже становится электрическое сопротивление и тем «качественней» включается нынешний молекулярный выключатель.

Нитриловая группа имеет так называемый дипольный момент, неровнота распределения положительного и отрицательного электрического заряда. Это позволяет, помимо механического способа, проверять состоянием выключателя при помощи электрического поля. Изменяя полярность и силу потенциала возьми наконечнике микроскопа, можно заставить нитриловую группу или приблизиться к остальной молекуле или противоположно, отдалиться от нее, включая или выключая молекулярный выключатель.

Еще одним интересным моментом является в таком случае, что контакт между молекулой и наконечником микроскопа может быть установлен или разорван до какой степени угодно большое количество раз, не вызывая остаточных деформаций структуры молекулы. Такая высокая точность является следствием череды теоретических расчетов, позволивших рассчитать форму отдельной молекулы, которая должна обладать набором определенных свойств. Причина исследования проводились под финансированием от немецкого Исследовательский фонда, соответствующая программа которого направлена в объединение методов функционального теоретического моделирования с практическими экспериментами в области малых сил и энергий, действующих сверху уровне отдельных молекул.

Группe учeныx из Сeвeрнo-Зaпaднoгo унивeрситeтa и Мичигaнскoгo унивeрситeтa нeдaвнo удaлoсь создать самый каверзный на сегодняшний день кристалл, который был «собран» из наночастиц определенного будто. Выращивание, а если быть точнее, «строительство» данного кристалла производилось полностью контролируемым способом, а в качестве «клея», скрепляющего наночастицы в единое система. Ant. часть, выступали молекулы ДНК.

В своей работе ученые использовали наночастицы из группы (на)столь(ко) называемых клатратов (Clathrates). В структуре этих наночастиц существуют полости, внутри которых могут (пре)бывать размещены молекулы веществ, служащие для захвата частиц, загрязняющих окружающую среду, к примеру. За вычетом этого, такие наночастицы могут нести полезный «молекулярный» груз, что годится. Ant. нельзя использовать в медицинских диагностических и терапевтических целях.

Созданный учеными кристалл представляет собой группу из 42 скрепленных среди собой наночастиц. Форма этого кристалла имеет большое количество граней, а в качестве «умного клея» были использованы специальные молекулы ДНК, которые скрепили наночастицы строго определенным образом. Годится отметить, что перед началом синтеза нанокристалла ученые произвели расчеты сложных математических моделей, результатами работы которых стала последовательность «сборки», которая привела к получению желаемого результата.

При помощи подобных нанотехнологий разрешается создавать кристаллы с определенной кристаллической структурой, при помощи которым можно быть во главе распространением света, к примеру. Наночастицы определенного типа взаимодействуют со светом определенным образом, а комбинации наночастиц различных типов могут стать основой материалов, способных в области команде извне изменить цвет, сформировать определенные образы, заблокировать свет определенной длины волны, пропуская и усиливая земля с другой длиной волны.

Область применения новых наноматериалов весьма и весьма широка. Они могут использоваться во (избежание изготовления новых типов оптических линз, лазеров и даже материалов плащей-невидимок, способных укрывать объекты в широком диапазоне волн электромагнитного спектра.

Сoздaниe кoмпьютeрoв, функциoнирующиx пoдoбнo чeлoвeчeскoму мoзгу, являeтся прeдмeтoм исслeдoвaний мнoжeствa групп учeныx и исслeдoвaтeлeй ужe в тeчeниe дeсятилeтий. И eщe до некоторой степени десятилетий может пройти до появления первого реального нейрокомпьютера, компьютера, держи котором станет возможным создание настоящей системы искусственного интеллекта, тем маловыгодный менее, это не останавливает ученых, которые постоянно ищут и испытывают все новые и новые варианты реализации искусственных нейронов. Успехов нате этом поприще удалось добиться группе исследователей из Института индустриальных наук при университете Эдо. Созданный ими чип включает в себя сложные электронные цепи, которые являются аналоговыми искусственными нейронами, с через которых им удалось реализовать модель управления сердцебиением простейшего организма. Такой-сякой(-этакий) процесс требует наличия весьма простой нервной структуры, но он является лишь только первым шагом на пути создания мощных нейрокомпьютеров, способных самообучаться и проверять поступающую информацию на основе уже приобретенного ими опыта.

Следует привести на память нашим читателям, что мозг взрослого человека состоит приблизительно из 100 миллиардов нейронов, нервных клеток, способных намотать на ус и обрабатывать хранимую в них информацию. Познавательные функции головного мозга реализуются после счет образующихся синапсов, нервных тканей, соединяющих нейроны, через которые сии нейроны могут обмениваться хранимой информацией и результатами ее обработки. И, несмотря в все достижения современной нейробиологии, ученые сейчас еще не до конца понимают все процессы, связанные с мышлением и памятью, которые происходят в хитросплетениях нейронов и синапсов головного мозга.

Создавая нечужой чип, группа японских ученых пошла достаточно нетрадиционным для этой области хорошенько. Если усилия большинства других групп сосредоточены на создании цифровых аналогов нейронов, реализованных в виде цифровых логических цепей или математических моделей, ведь японцы сделали очень сложные аналоговые электронные цепи, которые вырабатывают непрерывные изменяющиеся сигналы, так же реальным нейронам и синапсам. «В случае успешной реализации нашей задумки мы сможем аллюром (три креста) прийти к пониманию принципов работы мозга и «схватить за хвост» процессы, приводящие к проявлению эмоций, мыслей и даже если некоторых видов заболеваний, таких как депрессия» — рассказывает профессор Такаши Коно (Takashi Kohno), возглавляющий исследовательскую группу.

Результатом усилий, предпринятых исследователями, они получили электронный фишка, площадью 2 квадратных сантиметра, внутри которого содержится кристалл, площадью всего в 5 квадратных миллиметров. Возьми кристалле чипа созданы сложнейшие аналоговые цепи, содержащие усилители, транзисторы, конденсаторы, резисторы и кое-кто электронные компоненты. В отличие от цифровых чипов, которые обрабатывают информацию в виде последовательности нулей и единиц, сии аналоговые схемы обрабатывают поступающие им на входы непрерывные изменяющиеся сигналы. Команда на выходе аналоговой схемы имеет зависимость от значения входного сигнала, выражаемую определенным, часто крайне сложным, математическим уравнением. Такие аналоговые схемы обрабатывают входящие сигналы способом, какой-никакой максимально приближен к процессам, происходящим в нейронах.

Два искусственных нейрона, реализованные получи кристалле нового чипа, связаны друг с другом сетью обратных связей, который позволило ученым получить весьма сложный алгоритм работы такой нейронной путы, который является простейшим генератором ритма, основным механизмом нервной системы, управляющим сердцебиением примитивных организмов различных видов. Да ученые не собираются останавливаться на достигнутых результатах, в ближайшем будущем они планируют создание нового чипа, хрусталь которого будет содержать большее количество аналоговых искусственных нейронов, связанных в побольше сложные нейронные сети. Их целью является создание сети из 100 нейронов получи кристалле, площадью в 1 квадратный сантиметр, а в более далекой перспективе, через 5-10 планирование, количество аналоговых нейронов на кристалле чипа должно уже составить больше 100 тысяч единиц.