A "lebontó", top down (pl pattintott kőszerszám) mai gondja: a forgácsolás trilliószám tépi fel a kémiai kötéseket!



Yüklə 445 b.
tarix03.05.2018
ölçüsü445 b.
#41018





A "lebontó", top down (pl. pattintott kőszerszám) mai gondja: a forgácsolás trilliószám tépi fel a kémiai kötéseket!

  • A "lebontó", top down (pl. pattintott kőszerszám) mai gondja: a forgácsolás trilliószám tépi fel a kémiai kötéseket!

  • Kívánatos az "építkező", bottom up, technológiák térhódítása

  • A nanotechnológia lényege és fő tennivalója ez az építkező gyártás



A legnagyobb hatású találmány a 20. században a tranzisztor, nem a legszebb, mert az szerintem a populáció inverzió, a lézer...

  • A legnagyobb hatású találmány a 20. században a tranzisztor, nem a legszebb, mert az szerintem a populáció inverzió, a lézer...

  • A Fairchildból kivált Intel kezdeti „titka”: az anyacégnél kidolgozott technológiai higiéne.

  • Ezzel elsőként tudtak egyetlen chipen külső feszültség nélkül nyitott (növekményes), ill. zárt (kiürítéses) tranzisztorpárt gyártani

  • G. Moore: kétévente kétszer annyi elem egyetlen chipen (Electronics, 38(8), apr.19,1965)

  • „Talán a hetvenes évek végéig sikerül…” – mondta Gordon Moore.

  • Generikus törvény született, ami inkább üzleti, nem csak technológiai! Az arányos kicsinyítés sikere a titok.

  • International Technology Roadmap for Semiconductors,

  • ITRS (http://public.itrs.net/ ): négyévenkénti tanulmány, kétévenként korrekció

  • Jelenleg 2024-ig vannak a táblázatok



Generikus törvény, ami – és ezt ritkán hangsúlyozzák – inkább üzleti, semmint technológiai – a technológia csak eleget tesz a piacnak!

  • Generikus törvény, ami – és ezt ritkán hangsúlyozzák – inkább üzleti, semmint technológiai – a technológia csak eleget tesz a piacnak!

  • Az Intel kezdeti sikerének „titka” pimaszul egyszerű volt: a technológiai higiéne, (a kemence samott-nátrium – kvarccső szilícium bélelés)

  • Ezzel elsőként tudtak

    • egyetlen chipen alaphelyzetben nyitott (növekményes), ill. feszültségre záró (kiürítéses) tranzisztorpárt, ezzel „kaput” gyártani.
    • Több magyar emigráns is része volt a Bruce Deal vezette technológus-csapatnak: Andrew Grove, Leslie Vadasz...
  • International Technology Roadmap for Semiconductors, ITRS: http://public.itrs.net/ négy évenkénti tanulmány, kétévenként korrekció













A mai csúcs az Intelnél – kisebb, mint egy vírus!

  • A mai csúcs az Intelnél – kisebb, mint egy vírus!

  • Az ún. Dennard scaling,

  • (arányos kicsinyítés) működik 2020-ig…

  • A szilíciumon ül egy átok: Nem lehet belőle lézert készíteni

  • De igyexik a szakma…

  • http://public.itrs.net/



Én annyira becsülöm Gordon Moore-t, hogy remélem, ha már, mondjuk, biokomputereink lesznek, akad mérnök, aki elkészíti ennek is a helyettesítő kapcsolását – hogy hány trillió kapu kellene hozzá?

  • Én annyira becsülöm Gordon Moore-t, hogy remélem, ha már, mondjuk, biokomputereink lesznek, akad mérnök, aki elkészíti ennek is a helyettesítő kapcsolását – hogy hány trillió kapu kellene hozzá?

  • Hiszem, hogy a kétévenkénti 1.6-szoros komplektálódás – ebben az értelemben – érvényben marad 2020 után is…

  • Ez arra is bizonyíték lehetne, hogy a Moore-törvény főleg gazdasági törvény, műszaki következményekkel



Az ötlet a szimmetria-meggondolásokból ered: a negyedik fajta eszköz (ábra a wikipediából)

  • Az ötlet a szimmetria-meggondolásokból ered: a negyedik fajta eszköz (ábra a wikipediából)

  • Az eszköz gyorsan kapcsol alacsony és nagyellenállsáú állapot között – az áram irányától függően

  • Millió-szám képes kapcsolni

  • Atomi szintű állapotváltozás

  • Megbízhatóság?





Scale down korlátai, új elemek:

  • Scale down korlátai, új elemek:

  • Nem elektronvezetés, más bináris rendszerek: spin, ~tronika

  • A chipen optika fémezés helyett – elkerülhetetlen

  • Optika: plazmonika?

  • Analóg vs digitális rendszerek

  • Szerintem a mai gyárakban is megvalósítható változat lehet csak nyerő – különben elkezdődik egy akár ocsmány verseny…







NMP Tématerületek támogatják az Európai Gazdasági Megújulás Tervét

  • NMP Tématerületek támogatják az Európai Gazdasági Megújulás Tervét

  • (European Economic Recovery Plan) > európai újjászületés

  • PPP konstrukciók (Public Privat Partnerships) PPP-s

    • Factories of the Future > A jövő gyárai
    • Energy Efficient Buildings > Energiahatékony épületek
    • Green Cars > Zöld járművek
  • Innovációs elemek (már 2012-től); demonstrációs és pilot projektek

  • Javaslatok; NMP Expert Advisory Group, European Technology Platforms, Programme Committee

  • Híd a Horizon 2020 Kutatási és Innovációs Keretprogram-hoz



A hat kulcstechnológia (key enabling technologies, KET) közvetlen támogatása

  • A hat kulcstechnológia (key enabling technologies, KET) közvetlen támogatása

  • 3 kulcstechnológiát (mikro- és nanoelektronika, fotonika és biotechnológia) közvetetten is támogatják









Komputer-távközlés

  • Komputer-távközlés

    • Hordozható eszközök
    • Viselhető (Wear-on)
    • Szórt (Ambience) intelligencia (inter car, intelligens „homok”)
    • Akusztikai eszközök
  • Érzékelők/beavatkozók forradalma

    • Akár biológia is…
    • Közlekedés automatizálása
  • Mikro- és nanotechnológia

    • „Energy harvesting” – energiaforrások
  • Világítás forradalma

    • Világító dióda (LED), Organikus LED


Kolliodikusok: „mi mindig is nano-t csináltunk…”

  • Kolliodikusok: „mi mindig is nano-t csináltunk…”

  • Majdnem igaz: a reaktorban ui. csak a nano-molekulákat eredményező reakció volt fontos – a helye, azaz a termékmolekula „címezhetősége” nem, pedig csak így igazi nano…

  • Kémiai-orvosi: önszerveződés, a kémiai kötőerők és a termikus mozgás mérkőzése, ennek határai adják a végső teljesítményt, a megbízhatóságot.

  • Fizikai-mérnöki: hozzájön még pl. az atomi, ionos, elektronos megmunkálás, az önszerveződés tökéletessége (címezhetőség), de a perspektíva a kvantumfizikába való metamorfózis, entanglement

  • Kombinálható még a mikrotechnológiával



A mérnöki, ezen belül az elektronikáé – tévesztés/műveletszám, „MTBF”

  • A mérnöki, ezen belül az elektronikáé – tévesztés/műveletszám, „MTBF”

  • A kémiáé, ezen belül a gyógyszerkémiáé – tolerálható szennyezések

  • Az élőlényeké – stresszhelyzetek túlélése, a faj fennmaradása



A mikro-, nanoelektronikában a komplexitás növekedésével egyre inkább modellekre hagyatkozunk, akár sztochasztikus, káosz (?) modelleket kidolgozva számszerűsítjük megbízhatóságot

  • A mikro-, nanoelektronikában a komplexitás növekedésével egyre inkább modellekre hagyatkozunk, akár sztochasztikus, káosz (?) modelleket kidolgozva számszerűsítjük megbízhatóságot

  • A biorendszereknek a redundanciája jelent egy, de másfajta megbízhatóságot.

  • Találkozik-e ez a két koncepció valahol középtájon, azaz a 2020-as More-than-Moore eszközé és egy vírusé? (Mert méretben hasonlóak, sőt, a vírus a nagyobb)

  • Elég-e a vírus „megbízhatósága” (amelyben a driving force-ot az ön- és fajfenntartás fogalmával antropomorfizáljuk) – egy emberi termékben realizálódó művelethez?







A mai nanotechnológia még inkább nanotudomány, a termékké válás kritériumait teljesítenie kell

  • A mai nanotechnológia még inkább nanotudomány, a termékké válás kritériumait teljesítenie kell

  • Nanoelektronika: Moore, ameddig csak lehet (More Moore),

  • More-than-Moore (post-Moore) megoldások:

    • optika
    • spintronika,
    • plazmonika,
    • Biomimetikus rendszerek
  • Rendszerek, elemei

    • Szenzorika-beavatkozók „forradalma”
    • Ambience intelligence
    • Energy harvesting rendszerek
    • Bioelektronika
  • A 100nm nódus tanulsága: 10-15 év: mi van a laborban készen?

  • A kémiai, orvosi, ill. metallurgiai Nanotechnológia külön ág, ami azonban itt-ott összeér



A gyártás és alkalmazás biztonsági, környezeti kérdéseinek tudománya.

  • A gyártás és alkalmazás biztonsági, környezeti kérdéseinek tudománya.

  • A nanotechnológia nem-informatikai ágai jelentenek elsősorban veszélyt, egészségügyi kockázatot – kozmetikumok, festékek, stb.

  • Lejutottunk ui. abba a mérettartományba, amelynek számára

    • Nem csak a szűrőink alkalmatlanok, hanem
    • a sejtfalak, az ioncsatornák is átjárhatók…
  • Standardok kellenek.

    • Friss példa: a szén nanocsövek hatásának szimulálására a fekete tetoválási festék alkalmas standard (Saito, Nature)…


Az életünket egyre jobban átszövi, birtokba veszi a „nano”

  • Az életünket egyre jobban átszövi, birtokba veszi a „nano”

  • Fontos, hogy kellő biztonságot is jelentsen.

  • Az EU programjai irányt vettek a

    • Nanobiztonság,
    • Megbízhatóság, de főleg
    • A szabványosítás felé.
  • Reméljük, hogy kellő önmérséklet fogja kísérni a nanotechnológia alkalmazásait

  • De a nanotudománynak zöld utat kell kapnia

  • Küzdeni, ha „buzzword”-ként használják



Példa: kémiai katalízis

  • Példa: kémiai katalízis

  • a katalizátor atom, a telítetlen d-, f-héjával – szerintem – olyan atomi méretű „labor” a maga gyorsan változó elektromos-mágneses terével, amelybe a bekerülő (oda vonzott?) atomok/molekulák elektronkötései fellazulnak, (más) vegyületbe lépnek

  • palládium-, platina-atom, stb. atomi méretű „laboratórium”



Pl. a stressz protein

  • Pl. a stressz protein

  • Megtalálja a sérült fehérjét, hogyan?

  • „megméri” a nm-es torzulásokat, hogyan?

  • Átadja a saját testének egy részét – milyen energetika vezérli?

  • Tudjuk, csak atomi erők szerepelhetnek



A pásztázó szondás módszerek – mint preparatív technika

  • A pásztázó szondás módszerek – mint preparatív technika

  • Kémiai: katalízis, a fullerén-, szén nanocső, bio-rendszerek

  • Önszerveződéssel nanostrukturált tömbi anyagok, fémek, kompozitok, kerámiák, dielektrikumok

  • Végső cél: az élővilág napenergiára alapozott "preparatív technikáját" a szervetlen világban alkalmazni, a kódolás-kiválogatódás ottani elveit megkeresni

  • Álmom a "szemétdomb", ahol a hulladékok a Nap hatására visszaalakulnak nyersanyaggá…



Mikroelektronika

  • Mikroelektronika

  • ≈100% kihozatal!

  • Funkcionális teszt, 1010 lépés egyetlen hibára

  • Redundancia



A miniatürizálás megnöveli a megbízhatóságot, mert a chipbe beépített intelligencia nem, vagy csak ritkán téved

  • A miniatürizálás megnöveli a megbízhatóságot, mert a chipbe beépített intelligencia nem, vagy csak ritkán téved

    • a tönkremenetel ui. csak nemkívánatos atomi mozgásokból eredhet (magas hőmérséklet)
  • De

    • pl. ionizáló részecske-becsapódás
      • "Soft error" vagy "Single Event Upset, SEU", mert nem destruktív hiba…
      • védekezés: redundancia, ismétléses kontroll


Az emberiség termeléssel és logisztikai elosztással dolgozik – milyen lesz a nanogyár?

  • Az emberiség termeléssel és logisztikai elosztással dolgozik – milyen lesz a nanogyár?

  • Minőségellenőrzés

    • Ma: az ún. Total Quality Management, TQM, a cél,
    • A biorendszerek "minőségellenőrzése" az evolúció:
      • a ön-reprodukció,
      • a véletlen mutációk (ez a "majdnem selejt"),
      • a 'minőség' a természetes kiválogatódás révén
  • A nanotechnológiai analóg nincs kitalálva

    • Lehet-e a minőségellenőrzés valamiféle 'gyorsított evolúció'?
  • A mai, pl. gyógyszergyártási minőségellenőrzése nem lehet elég pl. a kvantumkomputer "gyártásához":

    • nem maradhatnak inaktív, nem szenzibilizált molekulák,
    • térben szervezetten kell létrejönniük (megtalálható – címezhető)
  • IBM kvantum chipjének megbízhatósága 90% – kevés...



A biorendszerben ugyanez már nagy baj:

  • A biorendszerben ugyanez már nagy baj:

    • ha az immunrendszernek nem sikerül közbelépnie, carcinogenezis
  • Bioban a redundancia óriási foka

    • miatt jön létre valamiféle "megbízhatóság"-gal analóg folyamat, pl. az agy plaszticitása…
  • de ez, pl. a repülőgépünk vezérlőegységében aligha megnyugtató…

  • A "nanogyár"-ban vajon minimálhatjuk-e a zaj (káosz) hatását, pláne, szobahőmérsékleten?

    • Mi lesz a "laissez passer"-vel?
  • Ez jelentősen korlátozhatja a nem-direkt biológiai-orvosi nanotermékek körét.



A XXI. század "biológiája" jobban fog hasonlítani a XX. század fizikájára, kémiájára, mint az akkori-mai biológiára

  • A XXI. század "biológiája" jobban fog hasonlítani a XX. század fizikájára, kémiájára, mint az akkori-mai biológiára

  • Az a szójárás tehát, hogy "a XX. volt a fizikáé, a XXI. a biológiáé" – így értelmetlen

  • De: a fizikának agresszíven bele kell vonulnia az interdiszciplinákba és nem visszahúzódnia pl. a részecskefizikába, asztrofizikába – mint tartósabban "saját" területekre...



A sejten belüli molekuláris „gépek” felhasználása

  • A sejten belüli molekuláris „gépek” felhasználása

    • a (kontroverz) génmódosítás, mára semmiség,
    • DNS-felhasználású replikákkal anyagelőállítás;
    • vírusok, mint önszerveződést provokáló „gépek”;
    • Ezeket „tudománynak” érzem, egyelőre
    • Szeretném hinni, hogy ez senkinek a hitét nem befolyásolja: mindez a törvények alkalmazása …




  • MFA két világelsősége a grafén kitográfia; két Junior Prima-díj: Tapasztó Levente és Nemes-Incze Péter (Biró László Péter csoportja)



  • Biosphere, Montreal, 1967

  • Biosphere, Montreal, 1967









Yüklə 445 b.

Dostları ilə paylaş:




Verilənlər bazası müəlliflik hüququ ilə müdafiə olunur ©genderi.org 2023
rəhbərliyinə müraciət

    Ana səhifə