În mod neașteptat, un grup de oameni de știință a descoperit un mineral care își poate „aminti”. Evenimentul i-a surprins pe oamenii de știință, deoarece până acum niciun alt material nu a reușit să arate că are o astfel de memorie.
Totul s-a întâmplat întâmplător, în timp ce membri ai Laboratorului de Cercetare a Electronicelor de Putere și Bandă Largă (POWERLab) efectuau cercetări folosind dioxid de vanadiu (VO2). În timpul experimentului, a fost testată tranziția de fază în mineralul menționat anterior. Rezultatele au fost uimitoare. Mineralul este capabil să-și amintească stimulii la care a fost supus.
Vanadiul este un mineral larg cunoscut, în principal pentru că are o capacitate excepțională ca semiconductor curent, din acest motiv el fiind utilizat pe scară largă în industria electronică. Dar recent s-a întâmplat ceva nemaivăzut de către cercetători, deoarece ei au observat un comportament atipic al mineralului. Mineralul a fost supus la diferite schimbări de căldură, astfel încât atunci când a fost încălzit la o temperatură mai mică de 68 de grade Celsius, a îndeplinit funcția de izolare. Opusul se întâmplă atunci când căldura la care este supus depășește limita de 68 de grade, pentru că atunci atomii care alcătuiesc mineralul suferă o schimbare drastică. Într-o asemenea măsură încât a devenit un metal cu o conductivitate excelentă, totul datorită faptului că dioxidul de vanadiu are capacitatea de a-și organiza modelul de rețea. Odată ce temperatura este redusă, mineralul trece la starea inițială, adică un izolator.
Tocmai acest fapt a atras atenția cercetătorilor, care s-au concentrat pe stabilirea exactă a timpului în care vanadiul ar putea să-și facă schimbarea de stare. Nu a durat mult până când au descoperit ceva cu adevărat uimitor imediat după aplicarea sarcinilor respective de curent electric. Niciun alt material nu are un astfel de comportament.
Unul dintre co-autorii acestei lucrări de cercetare este omul de știință Elison Matioli, care nu se aștepta să observe că dioxidul de vanadiu ar prezenta un comportament similar cu efectul de memorie, adică se comportă într-un mod care dă impresia că își poate aminti cea mai recentă activitate la care fusese supus. Cercetătorii au petrecut cel puțin 3 ore urmărind cum mineralul și-a amintit prima etapă de tranziție, putând anticipa următoarea. Potrivit opiniei lui Matioli, performanța vanadiului se datorează structurii sale fizice. Experții spun că nu există alt material cu această caracteristică.
După ce au verificat că vanadiul își poate aminti într-adevăr – anticipând, prin urmare, diferite etape – membrii POWERLab consideră că este foarte probabil să apară o revoluție în electronică. Cum? În special extinderea capacității de stocare în diferite dispozitive electronice. O altă funcție care ar revoluționa lumea calculatoarelor are de-a face cu procesarea datelor, deoarece prin implementarea vanadiului, procesul s-ar face mult mai rapid.
Care sunt domeniile în care vanadiul ar aduce cele mai mari beneficii? De exemplu, consumul de energie, memoriile pe mai multe niveluri, viteza crescută, miniaturizarea și posibilitatea de a deschide calea în direcția calculului metamorfic.
În acest moment, experții POWERLab în inginerie electrică și electronică continuă să investigheze nu numai VO2, ci și comportamentul diferitelor minerale similare. Natura poate să le ofere o altă surpriză plăcută!
Cercetarea a fost publicată în revista științifică „Nature Electronics”.
Sursa (traducerea şi adaptarea proprie): studiul ştiinţific „Electrical control of glass-like dynamics in vanadium dioxide for data storage and processing” / nature.com