Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Molekulare Datenverarbeitung

04.07.2001


Computer der übernächsten Generation: Moleküle statt Schaltkreise?

So wie wir heute über "vorsintflutige" Rechner schmunzeln, die noch mit Röhren arbeiteten, werden unsere Kinder oder Enkel für unsere heutigen Computer nur ein Kopfschütteln übrig haben. Denn soviel ist klar: Der Siliziumchip als Baueinheit stößt langsam an seine Grenzen. Eine signifikante Steigerung der Rechenleistung ist nur mit anderen Technologien möglich. Eine der Zukunftsvisionen ist der Rechner auf Basis von Molekülen, die elektronische Bauteile wie Schalter und Drähte ersetzen.

Noch einen Schritt weiter gehen die Vorstellungen einer israelisch-deutschen Forschergruppe: Ein einzelnes isoliertes Molekül soll die Funktion eines gesamten logischen Schaltkreises übernehmen. Das hört sich zunächst nach komplizierten Molekülarchitekturen an, die erst mit ausgeklügelten Synthesestrategien hergestellt werden müssen. Offenbar geht es aber wesentlich einfacher: Auch gängige, simpel aufgebaute Moleküle können das Zeug zum logischen Gitter in sich tragen - man muss molekulare Phänomene nur einmal aus einem anderen Blickwinkel betrachten.

R. D. Levine vom Fritz Haber Research Center for Molecular Dynamics der Hebrew University in Jerusalem hat ein erstes Beispiel für ein "logisches" Molekül gefunden. Zusammen mit einem Team um Karl L. Kampa, Max-Planck-Institut für Quantenoptik in Garching, hat er eine an sich altbekannte Reaktion der Salpetersäure neu interpretiert: Wird ein Salpetersäuremolekül erst mit Infrarotlicht (IR) und kurz darauf mit ultraviolettem Licht (UV) bestrahlt, zerfällt es in zwei Bruchstücke. Die überschüssige Energie wird dabei in Form von Fluoreszenz wieder abgegeben.

Durch die Brille der Boolschen Algebra betrachtet ist das Experiment ein Analogon für den logischen Operator UND. Denn nur wenn das Molekül sowohl die "Information" IR-Blitz als auch die "Information" UV-Blitz erhält, sendet es ein Fluoreszenzsignal als Antwort.

Nun kann man noch eine zusätzliche Variable ins Spiel bringen, indem man die Reihenfolge der Blitze, UV und IR, vertauscht. Liegt die zeitliche Verzögerung zwischen den Blitzen in der Größenordnung weniger Pikosekunden (10-12 s), kann man beide Fälle anhand der Intensität der Fluoreszenz unterscheiden. Der resultierende logische Schaltkreis ist eine komplexe Verknüpfung dreier UND- und eines NICHT-Gitters.

Einen kleinen Schönheitsfehler hat der beschriebene "molekulare Schaltkreis" allerdings noch: Das Molekül wird bei der "Datenübertragung" zerstört. Levine und seine Kollegen haben aber schon andere Kandidaten im Auge, die sich innerhalb von Pikosekunden regenerieren lassen.


Kontakt:

Prof. Dr.R.D. Levine
The Fritz Haber Research Center for Molecular Dynamics
The Hebrew University
Jerusalem 91904
Israel

Fax: (+972) 2-651-3742

E-Mail: rafi@fh.huji.ac.il


Quelle: Angewandte Chemie 2001, 113 (13), 2580-2582
Hrsg.: Gesellschaft Deutscher Chemiker (GDCh)

Dr. Kurt Begitt | idw

Weitere Berichte zu: Molecular Molekül Schaltkreis

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht „Spionieren“ der versteckten Geometrie komplexer Netzwerke mit Hilfe von Maschinenintelligenz
08.12.2017 | Technische Universität Dresden

nachricht Die Zukunft der grünen Gentechnik
08.12.2017 | Max-Planck-Institut für Biochemie

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Stabile Quantenbits

Physiker aus Konstanz, Princeton und Maryland schaffen ein stabiles Quantengatter als Grundelement für den Quantencomputer

Meilenstein auf dem Weg zum Quantencomputer: Wissenschaftler der Universität Konstanz, der Princeton University sowie der University of Maryland entwickeln ein...

Im Focus: Realer Versuch statt virtuellem Experiment: Erfolgreiche Prüfung von Nanodrähten

Mit neuartigen Experimenten enträtseln Forscher des Helmholtz-Zentrums Geesthacht und der Technischen Universität Hamburg, warum winzige Metallstrukturen extrem fest sind

Ultraleichte und zugleich extrem feste Werkstoffe – poröse Nanomaterialien aus Metall versprechen hochinteressante Anwendungen unter anderem für künftige...

Im Focus: Geburtshelfer und Wegweiser für Photonen

Gezielt Photonen erzeugen und ihren Weg kontrollieren: Das sollte mit einem neuen Design gelingen, das Würzburger Physiker für optische Antennen erarbeitet haben.

Atome und Moleküle können dazu gebracht werden, Lichtteilchen (Photonen) auszusenden. Dieser Vorgang verläuft aber ohne äußeren Eingriff ineffizient und...

Im Focus: Towards data storage at the single molecule level

The miniaturization of the current technology of storage media is hindered by fundamental limits of quantum mechanics. A new approach consists in using so-called spin-crossover molecules as the smallest possible storage unit. Similar to normal hard drives, these special molecules can save information via their magnetic state. A research team from Kiel University has now managed to successfully place a new class of spin-crossover molecules onto a surface and to improve the molecule’s storage capacity. The storage density of conventional hard drives could therefore theoretically be increased by more than one hundred fold. The study has been published in the scientific journal Nano Letters.

Over the past few years, the building blocks of storage media have gotten ever smaller. But further miniaturization of the current technology is hindered by...

Im Focus: Successful Mechanical Testing of Nanowires

With innovative experiments, researchers at the Helmholtz-Zentrums Geesthacht and the Technical University Hamburg unravel why tiny metallic structures are extremely strong

Light-weight and simultaneously strong – porous metallic nanomaterials promise interesting applications as, for instance, for future aeroplanes with enhanced...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Innovative Strategien zur Bekämpfung von parasitären Würmern

08.12.2017 | Veranstaltungen

Hohe Heilungschancen bei Lymphomen im Kindesalter

07.12.2017 | Veranstaltungen

Der Roboter im Pflegeheim – bald Wirklichkeit?

05.12.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Papstar entscheidet sich für tisoware

08.12.2017 | Unternehmensmeldung

Natürliches Radongas – zweithäufigste Ursache für Lungenkrebs

08.12.2017 | Unternehmensmeldung

„Spionieren“ der versteckten Geometrie komplexer Netzwerke mit Hilfe von Maschinenintelligenz

08.12.2017 | Biowissenschaften Chemie