35 vuotta - Kemia-lehti

Mullistava muistivastusHewlett-Packardin laboratoriossa on valmistettumuistivastus eli memristori. Sähköisiinpiireihin käytettävissä olleet kolme passiivistaperuskomponenttia – vastus, kondensaattorija kela – saivat täydennystä ensi kertaa177 vuoteen.Teoreettisesti muistivastus kuvattiin vuonna1971, mutta se kyettiin tekemään vastaliki 40 vuotta myöhemmin. Memristoritoimii vain nanokokoluokassa, joten tutkijoidenoli odotettava nanoteknologian kehittymistä.Muistivastus muistaa sen läpi kulkeneenvirran suuruuden, joten sen tila palautuupäälle kytkettäessä täsmälleen samaksi kuinse oli pois kytkettäessä. Ominaisuus on nanometriskaalassamiljoona kertaa voimakkaampikuin mikrometriskaalassa. Millimetriskaalassase häviää.HP:n memristori muodostuu kahden platinanauhanristeyskohdassa nauhat yhdistävästätitaanidioksidikerroksesta. Kerroksenpuhtaasta oksidista koostuva alaosa toimiieristeenä ja vähähappinen ei-stoikiometrinenyläosa johteena.Kerroksessa on vapaita positiivisia happivakansseja.Kun kerrokseen johdetaanpositiivinen jännitepulssi, se liikkuu alaspäin,negatiivisella pulssilla ylöspäin.Kun alempi oksidikerros ohenee, memristorinvastus alenee, ja kun se paksunee,vastus lisääntyy. Virran katkaisun jälkeenkerrosraja jää paikalleen.Memristorin valmistaminen on helppoa;HP käytti siihen samaa laitteistoa, jolla setekee mustesuihkukasettien osia.HP:n memristorimuodostuu 50nanometrin levyisistäja 2–3 nanometrinpaksuista platinalangoista,joidenristeyskohdissalankojen välissäon 3–30 nanometrinpaksuinenmemristori.Keinoaivoja ja älyrobottejaMemristorien ilmeisin käyttökohde ovathaihtumattomat muistit. Niiden avulla esimerkiksiaukijätetyt tekstinkäsittely- ja laskentasivutavautuisivat näytölle heti ilmanlatausaikaa.Memristorien pienen koon ansiosta muistienpakkaustiheyttä voidaan kasvattaa jatehonkulutusta vähentää. Muistivastuksillavoidaan myös korvata transistoreja tietokoneidenmuisti- ja logiikkapiireissä.Huimimmat visiot liittyvät memristorienanalogisiin ominaisuuksiin, jotka muistuttavathermosolujen synapsien ominaisuuksia.Memristoreilla voidaan summata sekä positiivisiaettä negatiivisia signaaleja, niillä onR. Stanley Williams/ HP Labsuseita muistitiloja ja niitä voidaan pakatayhtä tiheästi kuin aivojen neuroneja.Kun neuroneja simuloivat transistorit toimivatsignaalilähteinä, signaalit etenevätpitkin platinalankoja, joiden risteyskohdissamemristorit toimivat synapseina. Kuntällaisia piirilevyjä kytketään päällekkäin,jäljitellään aivokuoren kolmiulotteista rakennetta.Näin syntyvät keinoaivot voisivat tunnistaahahmoja, tehdä päätöksiä ja toimia ympäristönvaatimusten mukaisesti. Ominaisuuksiahyödyntämälllä voitaisiin rakentaaautonomisia, älykkäitä robotteja.Jari KoponenScanstockphotoSammalestabioenergiaaTurvemaille saattaa olla luvassa uusi tuotantosuunta.Rahkasammalten vuotuinenbiomassatuotos voi olla vähintään yhtäsuuri kuin ojitetulla suolla kasvavan puustonmaanpäällinen biomassa, osoittaa Metsäntutkimuslaitoksenja Vapon tutkimus.Hankkeessa selvitetään parhaillaan sammalenviljelyn ympäristövaikutuksia.Rahkasammalten sokerikoostumus tekeeniistä erinomaisen bioetanolin raakaaineen.Sammalbiomassan todennäköisinkäyttötarkoitus olisi bioetanolin tuotto laitoksissa,joiden sivutuotteina olisivat rahkauutoksestaeroteltavat kemikaalit.Sammalesta saattaa kertyä yllättävänpaljon energiantuotannon tarpeisiinsopivaa biomassaa.Kemia-Kemi Vol. 36 (2009) 2 19