Юный техник 1991-12, страница 22

Подробности для любознательных

2И ИЗ ШЕСТИ МОЛЕКУЛ

Почти 20 лет ученые ведут расчеты и эксперименты, накапливвя необходимый опыт создания «электронных» молекулярных соединений. Совсем недавно появились долгожданные результаты многолетней работы. Конечно, до создажя «молекулярных» ЭВМ еще далеко. Но уже получены простейшие логические элементы на основе биохимических соединений — «начинка» будущих вычислительных машин.

Разберем для примера работу простейшего электронного устройства — элемент 2И, выполняющего операцию логического умножения. Напряжение на его выходе появляется только при наличии управляющих сигналов на обоих входах. А если хотя бы на одном из них сигнал отсутствует, то и на выходе его не будет.

Первый молекулярный аналог такого устройства, созданный инженерами, выполняет точно такие же функции, но размеры его настолько малы, что разглядеть можно только в мощный электронный микроскол. Состоит он из нескольких молекул, соединенных между собой.

Наиболее важная из них — молекула порфирина — химического соединения на основе углерода,

вход [j —

pi выход

вход g—I

азота и водорода. Порфирин — один из компонентов хлорофилла, который участвует в преобразовании растениями солнечного света. Исследуя его, химики обнаружили, что некоторые соединения могут выполнять роль электрической цепи, коммутируемой под воздействием света. Это свойство и было положено в основу действия молекулярного логического элемента.

На рисунке показано условное изображение его структуры. Кроме молекулы порфирина, элемент включает в себя две молекулы цианина (соединение на основе углерода, азота и водорода), две кинона (соединение углерода и водорода) и одну хромафора (углерод, азот, водород).

Управляют молекулярным элементом с помощью импульсов света, генерируемых, например, лазером.

Вот как действует новый электронный узел. «Входная» молекула цианина поглощает испущенный лазером фотон, в результате чего из нее выделяется один электрон. Через связующую киноновую Mo

ld