Использование нейронов
Необычным
выглядит сочетание неорганических
наноустройств с отдельными элементами
живых организмов. Однако это естественно,
если учесть, что в живых организмах
многие процессы идут на наноуровне, и
за миллионы лет эволюции они
оптимизировались.
На известной фотографии «улитка на чипе» (рис. 6.7, а) экспериментаторы Института Макса Планка (Германия) продемонстрировали возможность связи нейронов живого организма с элементами чипа. Один транзистор был соединен с другим через нейроны улитки.
На
рисунке 6.8 миллиметровый чип, содержащий
16 384 транзистора и сотни конденсаторов,
взаимодействует с генетически
«подкорректированным» нейроном крысы.
Связь двухсторонняя: когда ионы натрия
перемещаются через клеточную мембрану
нейрона, транзистор реагирует на
изменение ее заряда; если же транзистор
через конденсатор шлет ток нейрону, тот
также реагирует на это влияние. Нейроны
улиток и крыс модифицировали, увеличив
в их оболочках число ионных каналов и
повысив их активность. В свою очередь,
чип покрыли теми белками, которые
связывают нейроны в мозге.
Подобная схема может стать основой искусственного мозга, основой чипов-протезов и чипов-имплантатов. На рисунке 6.7, б представлена фотография сети нейронов, соединенных углеродными нанотрубками. В процессе эксперимента нейроны собрались в кластеры из 20-100 клеток, осуществляя контакт через нанотрубки. Такая упорядоченная искусственная нейросеть может послужить основой биосенсоров, нейрочипов, в будущем – нейрокомпьютера. Система прожила 11 недель.
Дисплеи
Частью
многих электронных приборов является
дисплей. Один из существующих недостатков
жидкокристаллического (ЖК) дисплея -
малый угол обзора. Дисплеи нового
поколения - гибкие, тонкие, как бумага,
с малым энергопотреблением и широким
углом обзора. Их можно свернуть и положить
в карман, пришить на одежду. Этим
требованиям удовлетворяет так называемая
«электронная бумага», которая в ряде
устройств заменила ЖК дисплеи. Известная
японская компания «Citizen»
представила в 2005 г. гибкие часы, изображение
на которых формируется «электронными
чернилами». Чернила содержат микрокапсулы
с белым и черным пигментами, которые
под влиянием электрического поля
изменяют цвет (черный - серый - белый).
При отключении питания изображение
сохраняется. Использование гибкого
дисплея позволит, например, мгновенно
«развернуть» мобильник в 12-дюймовый
компьютерный экран (рис. 6.9).
В 90-х гг. XX в. начались работы над цветными дисплеями на квантовых точках. Квантовые точки разных размеров светятся разным цветом. Дисплеи на квантовых точках имеют высокую яркость и контрастность, изображение на них видно даже при ярком солнечном освещении. Количество отображаемых цветов примерно на 30% больше, чем на экране обычного дисплея, а энергопотребление существенно меньше.
Снижение энергопотребления объясняется тем, что в дисплее на квантовых точках неработающие (не изменяющиеся в данный момент) пиксели не потребляют энергии. По функциональности новые дисплеи будут успешно конкурировать с ноутбуками. Основная технологическая проблема - получение квантовых точек с нужными параметрами. Пока такие дисплеи выпускаются для мобильных телефонов.