自從1958年發(fā)明集成電路以來，計算機產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢就是使硬件體積越變越小。如今，英國科學家正在嘗試用性能獨特的碳納米管來生產(chǎn)低成本、小體積的存儲器元件，這些原件耗電量極低，但能以高速記錄信息。

        根據(jù)摩爾定律，一個大小固定的集成電路芯片上可以集成的晶體管數(shù)量會以指數(shù)形式增加，大約是每兩年增加一倍。這是一個很重要的特征，因為幾乎每個計算機性能的衡量指標以及其他數(shù)字設備都與它們的物理體積緊密相連，包括存儲器的大小和處理器的速度。

                                                                        
英國科學家發(fā)現(xiàn)，將兩根碳納米管套在一起將能夠最終產(chǎn)生使用二進制編碼保存信息所需的“1”或“0”狀態(tài)。（圖片提供：諾丁漢大學）

        然而，科學家們認為，傳統(tǒng)的微型化進程很快會達到它的基礎限制。隨著晶體管體積越來越接近于納米數(shù)值，它們的運行就會被量子現(xiàn)象打斷，如電子穿過電路元件之間的障礙。

       隨著手持設備——從手機、攝像機到音樂播放器、手提電腦——功能變得越來越強大，開發(fā)能夠滿足不斷增加的在微小空間存儲信息需求的存儲器格式變得尤為迫切。

       據(jù)英國媒體報道，在諾丁漢大學化學學院Elena Bichoutskaia博士的領導下，來自該領域的研究人員正在進行“納米數(shù)據(jù)存儲設備”項目的研究。研究人員現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了可以使用性能獨特的碳納米管的多種方法，用它們來制造低成本、體積小的存儲器元件。這些原件耗電量極低，但能以高速記錄信息。

       迄今為止，計算機設備微型化涉及到不斷改進并縮小基本元件——晶體管。目前，存儲器技術主要分為以下三個種類：動態(tài)隨機存取存儲器（DRam）——最便宜的方法；靜態(tài)隨機存取存儲器（SRam）——最快的存儲器。DRam和SRam都需要外部供電來保存數(shù)據(jù)。而閃存不需要供電即可保存數(shù)據(jù)，且不易丟失，但是讀寫速度要比DRam低。

        然而，諾丁漢大學的研究人員發(fā)現(xiàn)，碳納米管——由只有一個碳原子厚度的石墨片制成，外面以金箔包裹——可以滿足上述一切要求。他們發(fā)現(xiàn)，如果一根納米管位于另一根稍微大一點的納米管之中，那么由于靜電、范德華力和毛細力的作用，內(nèi)部管就會隨著外部管“流動”。當電流通過納米管的時候就會使內(nèi)部管被推著在外部管中進出。這種壓縮動作可以使內(nèi)部管與電極連接或斷開，從而最終產(chǎn)生使用二進制編碼保存信息所需的“1”或“0”狀態(tài)。

        研究人員指出，當電源被切斷時，控制著分子間吸引力的范德華力會使內(nèi)部管與電極相接，這樣存儲器存儲的信息不會丟失，這一點與閃存相似。

        據(jù)Bichoutskaia介紹，該項目將檢測開發(fā)這項新技術所需的方法和材料，同時探索碳納米管制成品在受壓縮后具有的其他潛在應用，其中包括將藥物放到單個的細胞中和納米溫度計，以此來區(qū)別健康細胞和癌變細胞。

        Bichoutskaia說：“電子產(chǎn)業(yè)一直在尋找替代以硅材料為基礎的、用于存儲數(shù)據(jù)和制造計算機存儲器的技術。現(xiàn)有的技術，如磁性硬盤，在亞微米尺度范圍內(nèi)使用時是不可靠的，而且很快就會達到它們的基礎物理限制。”Bichoutskaia補充說：“這個研究項目將開發(fā)存儲信息的新設備，這些設備完全以碳納米管制成，不但具有動態(tài)存儲器的速度和低廉價格，而且具有閃存的不易丟失性?！?