Як повідомляє Auburn University Department of Physics, науковці створили новий клас матеріалів, що дозволяє точно керувати вільними електронами. Це відкриття може докорінно змінити роботу комп’ютерів, штучного інтелекту та хімічного виробництва, пише Kreschatic.
Дослідники розробили речовини, у яких електрони можуть рухатися без прив’язки до атомів, утворюючи структури, що відкривають шлях до нових квантових технологій. Такий підхід здатен не лише прискорити обчислення, а й створити каталізатори майбутнього, які прискорюють хімічні реакції у виробництві ліків чи палива.
Як електрони керують майбутнім технологій
Електрони — це невидимі робітники всіх електронних пристроїв. Вони відповідають за передачу енергії, формування хімічних зв’язків і створення електричного струму. Але у звичайних матеріалах їхній рух обмежений атомними межами. Саме тому швидкість процесів має природні фізичні межі.
У нових матеріалах, які науковці назвали електридами, електрони рухаються вільно, ніби у відкритому просторі. Це дозволяє створювати схеми, що можуть адаптуватися під потреби — від надпотужних комп’ютерів до більш ефективних хімічних реакторів.
Матеріали, які порушують закони природи
Керівник дослідження доктор Евангелос Міліордос зазначає, що здатність «приручати» вільні електрони відкриває можливість створення матеріалів, яких у природі просто не існує. Дослідники прикріпили молекули так званих «розчинених електронних попередників» до поверхонь алмазу та карбіду кремнію, отримавши стабільну структуру з гнучкими електронними властивостями.
Ці поверхневі електриди дозволяють керувати тим, як саме рухаються електрони: вони можуть збиратися в «острови», що працюють як квантові біти, або формувати «металеві моря» для проведення складних реакцій. Саме це поєднання стабільності та налаштовуваності робить відкриття унікальним.
Від квантових обчислень до нових каталізаторів
Потенціал відкриття двонаправлений. З одного боку, матеріали можуть стати основою для створення квантових комп’ютерів, які розв’язують задачі у мільйони разів швидше за сучасні машини. З іншого — вони здатні прискорити промислові реакції, змінюючи принципи виробництва палива, медикаментів та наноматеріалів.
Науковці пояснюють: керування розподілом електронів дозволяє не лише впливати на електропровідність, а й фактично «програмувати» хімічні процеси. Це може стати основою нової епохи в енергетиці та промисловості.
Стабільність і масштабування — шлях до реальних застосувань
Раніше подібні матеріали вважалися нестабільними — вони руйнувалися під час спроб масштабного відтворення. Команда з Оберну подолала цю проблему, створивши стабільну версію електридів, яку можна наносити на тверді поверхні без втрати властивостей.
Тепер учені планують перевірити, як ці матеріали поводяться в реальних умовах. Якщо експерименти будуть успішними, то вже у найближчі роки може з’явитися нове покоління процесорів і промислових установок, які працюватимуть у сотні разів швидше.
Нагадаємо, раніше ми писали про те, як новий браузер Atlas від OpenAI може стати зручним, але водночас небезпечним інструментом для користувачів.
