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Creati microscopici pixel colorati

Creati microscopici pixel colorati

I pixel più piccoli mai creati potrebbero illuminare edifici che cambiano colore

I pixel più piccoli creati - un milione di volte più minuscoli di quelli negli smartphone, realizzati intrappolando particelle di luce sotto minuscole sezioni d'oro - potrebbero essere utilizzati per nuovi tipi di display flessibili su larga scala, abbastanza grandi da coprire interi edifici.

I pixel colorati, sviluppati da un team di scienziati guidati dall'Università di Cambridge, sono compatibili con la fabbricazione roll-to-roll su film plastici flessibili, riducendo drasticamente i costi di produzione. I risultati sono riportati nella rivista 'Science Advances'. (1)

Al centro di ricerca dei pixel, sviluppati dagli scienziati di Cambridge, c'è una minuscola particella d'oro di qualche miliardesimo di metro. La grana si trova sopra una superficie riflettente, intrappolando la luce nello spazio intermedio. Circondando ogni grano c'è un sottile rivestimento appiccicoso che cambia chimicamente quando viene commutato elettricamente, facendo sì che il pixel cambi colore attraverso lo spettro.

Il team di scienziati, di diverse discipline tra cui fisica, chimica e produzione, ha realizzato i pixel rivestendo vasche di grani dorati con un polimero attivo chiamato polianilina (2) e spruzzandoli su plastica flessibile rivestita a specchio, per ridurre drasticamente i costi di produzione.

I pixel sono un milione di volte più piccoli dei tipici pixel degli smartphone. Possono essere visti alla luce del sole perché non hanno bisogno di una potenza costante per mantenere il loro colore impostato, hanno una prestazione energetica che rende le aree grandi fattibili e sostenibili. “Abbiamo iniziato lavandoli su pacchetti di alimenti alluminizzati, ma poi abbiamo scoperto che la spruzzatura di aerosol è più veloce”, ha detto il co-autore principale Hyeon-Ho Jeong (3) del Cavendish Laboratory di Cambridge.

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)

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