IBM 公司聲稱在材料科學方面取得突破進展,用碳元素家族中的「鑽石兄弟」 ——奈米製造半導體 ,並期待替代電子元件霸主材料 ——的地位,帶來電子業的變革。

碳奈米管 可能帶來電子技術變革

據英國《每日郵報》報導,這種晶片會更小,但是運行速度更快,功能更強大,可能帶來 電子業 和電腦的變革 。用碳奈米管製造晶片,可以獲得更快的計算速度,具有處理大數據的性能,延長智慧型手機電池工作時間和使用壽命,改變網路技術,甚至製造出人工智慧「腦晶片」。

「ibm carbon nanotubes」的圖片搜尋結果

碳奈米管製成的電晶體是頭髮絲寬度的 10,000 分之 1 ,這種 半導體 電子元件僅為目前 元件尺寸的二分之一 ,因此突破矽半導體材料的體積性能限制,可以進一步製造更小、更薄、性能更好的可佩帶醫療器械,直接貼敷皮膚和內臟表面。

報導說, IBM 在去年7月聲明,將在碳奈米管晶片的研製中投資30億美元,以期取代目前世界電子產業的矽元件。

「ibm carbon nanotubes」的圖片搜尋結果

IBM 研發部副總裁Dario Gil)說:「晶片技術創新必須滿足雲計算、網路以及大數據系統的需要。矽技術已經接近它的物理極限,所以必須準備好新材料、新設備以及新電路技術,才能發展先進技術,滿足認知計算時代的需要。而這項突破說明,碳奈米管計算晶片將能比業界預料的更早創造未來技術。望在十年內達到碳奈米管技術的目標

目前,矽材料構成整個電子世界的基礎,智慧型手機、數位相機、電視、電腦等等都含有各種矽元件。離開矽,就不可能有我們日常使用的各種電子產品。

First Carbon Nanotube Computers - TechPanorma

研究碳奈米管 領略奇幻多彩微觀世界

顧名思義,碳奈米管由碳元素組成的物質。在自然環境中,碳元素還以金剛石和石墨形式存在。在化學上,金剛石和石墨被稱為碳元素家族的異構體,也就是說它們像兄弟一樣,微觀下碳原子的不同排列造成它們彼此的外形不同,但本質一樣-- 都是由純的碳元素構成。

金剛石經過加工,成為貴重珠寶 -- 鑽石。石墨是黑黑塊狀物質,可以用來製造鉛筆心等物品。資料記載,化學家發現鑽石和石墨還有其他「兄弟」。 1985 英國科學家發現碳家族的第三個異構體 --  與足球形狀相同的碳晶體球,其微觀結構由 60 個碳原子排列而成。

1991年,日本科學家飯島澄男(Sumio Iijima)發現鑽石的第三個兄弟 --  碳奈米管 ,其中的碳原子排列為柱形,形成同軸套構碳管,相當於石墨中平面排列碳原子經過卷折而成。

碳奈米管具有強大性能,如抗拉強度是鋼的 100 倍,密度卻比鋼輕 6 ,因此可以作為其它纖維、金屬、陶瓷等的增強材料,甚至可以製成輕而柔軟、極其堅固的防彈背心;碳奈米管超級電容器是目前已知最大容量的電容器。目前,全球科技界正在探索碳奈米管的更多性能和商業潛力。

 

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