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In futuro dispositivi di archiviazione dati più potenti

In futuro dispositivi di archiviazione dati più potenti

La scoperta può portare a nuovi materiali per la memorizzazione dei dati in dispositivi di prossima generazione. La ricerca, finanziata dall'esercito USA, dimostra, per la prima volta, la chiralità emergente negli skirmioni polari nei superlattici di ossido

La ricerca, pubblicata sulla rivista Nature, (1) finanziata in parte dall'esercito statunitense, ha identificato proprietà in materiali che un giorno potrebbero portare a applicazioni come dispositivi di archiviazione dati più potenti che continuano a contenere informazioni anche dopo che un dispositivo è stato spento.

Un team di ricercatori guidati dalla Cornell University e dall'University of California Berkeley ha fatto una scoperta che apre una miriade di nuove possibilità esplorative di sistemi, materiali e fenomeni fisici.

Gli scienziati hanno osservato per la prima volta la cosiddetta chiralità in skyrmioni (2) polari in un materiale artificiale squisitamente progettato e sintetizzato con proprietà elettriche reversibili. La chiralità è il processo in cui due oggetti, come un paio di guanti, possono essere immagini speculari l'uno dell'altro ma non possono essere sovrapposti l'uno sull'altro. Gli skyrmioni polari sono trame costituite da cariche elettriche opposte note come dipoli. (3)

Gli scienziati hanno sempre dato per scontato che gli skyrmioni potevano comparire solo in materiali magnetici, dove interazioni speciali tra gli spin magnetici degli elettroni carichi stabilizzano i modelli chirali dei contorti degli skyrmioni. E stata una grande sorpresa per i ricercatori identificare gli skyrmioni in un materiale elettrico.

La combinazione di skyrmioni polari e di queste proprietà elettriche può consentire lo sviluppo di nuovi dispositivi che sono di interesse significativo per l'esercito degli Stati Uniti, specialmente usando la chiralità come parametro manipolabile.

Chip di calcolo simile a un cervello


I ricercatori fanno un passo avanti verso il chip di calcolo basato sulla luce, simile a un cervello. Nuovo hardware basato sulla luce che può memorizzare ed elaborare le informazioni in modo simile al cervello umano.

Una tecnologia che funziona come un cervello? In questi tempi di intelligenza artificiale, questo non sembra più così inverosimile - per esempio, quando un telefono cellulare può riconoscere volti o lingue. Con applicazioni più complesse, tuttavia, i computer si trovano ancora di fronte ai propri limiti.

Uno dei motivi di ciò è che un computer ha tradizionalmente unità separate di memoria e processore - la conseguenza è che tutti i dati devono essere inviati avanti e indietro tra i due. Sotto questo aspetto, il cervello umano è molto più avanti persino dei computer più moderni perché elabora e memorizza le informazioni nello stesso luogo - nelle sinapsi o nelle connessioni tra i neuroni, di cui ci sono un milione di miliardi nel cervello.

Un team internazionale di ricercatori delle università di Münster (Germania), Oxford ed Exeter (entrambi nel Regno Unito) sono ora riusciti a sviluppare un hardware che potrebbe aprire la strada alla creazione di computer che somigliano al cervello umano. Gli scienziati sono riusciti a produrre un chip contenente una rete di neuroni artificiali che funziona con la luce e può imitare il comportamento dei neuroni e delle loro sinapsi.

I ricercatori sono stati in grado di dimostrare che una tale rete ottica neurosaptica è in grado di “apprendere” le informazioni e usarle come base per calcolare e riconoscere i modelli - proprio come un cervello. Poiché il sistema funziona esclusivamente con la luce e non con gli elettroni tradizionali, può elaborare i dati molte volte più velocemente.

Il Professor Wolfram Pernice (1) dell'Università di Münster e partner principale dello studio, spiega: “Questo sistema fotonico integrato è un traguardo sperimentale. L'approccio potrebbe essere usato in seguito in molti diversi campi per valutare i modelli in grandi quantità di dati, ad esempio nelle diagnosi mediche.” Lo studio è stato pubblicato dalla rivista Nature. (2)

Display più nitidi ricavati dalla cellulosa

L'intrinseca birifrangenza della cellulosa è abbastanza potente da essere utilizzata in schermi ottici, come schermi flessibili o carta elettronica

I ricercatori della Osaka University hanno misurato meticolosamente la birifrangenza ottica di nanofibre di cellulosa altamente allineate, aprendo la strada a schermi televisivi, computer e smartphone più nitidi

Un team dell'Istituto di ricerca scientifica e industriale dell'Università di Osaka ha determinato, in una ricerca pubblicata su ACS Macro Letters, (1) i parametri ottici delle molecole di cellulosa con una precisione senza precedenti. In particolare, hanno scoperto che l'intrinseca birifrangenza della cellulosa, che viene descritta come un materiale avente reazioni diverso alla luce posta in vari orientamenti, è abbastanza potente da essere utilizzata in schermi ottici, come schermi flessibili o carta elettronica.

La cellulosa è un materiale antico che, grazie a questa scoperta, potrebbe essere rilanciato nel mercato mondiale nel settore tecnologico. È stato utilizzato per millenni come componente principale dei libri di carta e abbigliamento in cotone. Anche se i libri fatti con gli alberi e le camicie potrebbero sembrare ormai appartenenti al passato, in un mondo sempre più intasato di tablet e smartphone, gli scienziati dell'Università di Osaka hanno dimostrato che la cellulosa potrebbe avere quello che serve per rendere i nostri schermi elettronici più economici e fornire immagini più nitide e vivaci.

La cellulosa, un polimero presente in natura, consiste di catene molecolari molte lunghe. A causa della sua rigidità e forza, la cellulosa aiuta a mantenere l'integrità strutturale delle pareti cellulari delle piante. Costituisce circa il 99 per cento delle nanofibre.

Il team dell'Università di Osaka ha ottenuto risultati migliori usando pellicole con composti in nanofibre di cellulosa unidirezionali allineate, create allungando idrogel dalla 'nata de coco' a varie velocità. Le nanofibre di 'Nata de coco' consentono alle catene di cellulosa di essere diritte a livello molecolare e questo è utile per determinare con precisione la birifrangenza intrinseca, cioè la massima birifrangenza di catene polimeriche completamente estese.

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