أنابيب الكربون النانوية فتنت العلماء، لكنها أحبطتهم أيضاً، فبالرغم من تميزها وقابليتها نظرياً لأن تكون أسرع من السيليكون بخمس مرات، إلا إن المهندسين عجزوا عن عزل أنابيب الكربون النانوية النقية، المشكلة إن الشوائب تعوق استخدامها في أشباه الموصلات، وبالتالي لم يستطيعوا الاستفادة منها، لكن هذا يحتمل أن ينقلب تماماً بعدما أعلن فريق من العلماء عن تمكنهم لأول مرة من صناعة ترانزستور من أنابيب الكربون النانوية يهزم ترانزوسترات السيليكون الشائعة، هذا إنجاز ضخم قد يغير تاريخ صناعة الإلكترونيات الشخصية ورقائق الكمبيوتر إلى الأبد، لا ترمِ حاسوبك المكتبي من النافذة الآن غضباً من بطئه، ربما ينتظره مستقبل أفضل.
حل مشكلة عويصة عمرها 20 عاماً .. لأول مرة
المهندسون كانوا في محاولة دئوبة منذ ما يصل إلى عشرين عاماً، للاستفادة بخواص أنابيب الكربون النانوية لإنتاج إلكترونيات عالية الأداء، تستهلك طاقة وكهرباء أقل، لكن المشكلة إن الترانزستورات المصنوعة من السيليكون وزرنيخ الجاليوم كانت تهزمها دائماً في الأداء والكفاءة، مع إن أنابيب الكربون النانوية أسرع بخمس مرات نظرياً، بسبب أبعاده فائقة الصغر التي تسمح له بتغيير التيار الذي يسافر عبرها بسرعة، لكن ذلك لم يكن ممكن التحقق في الواقع قبل الآن.
فريق من الباحثين في جامعة ويسكونسن ماديسون تمكن في دراسته الجديدة من استخدام البوليمرات لتحديد أنابيب الكربون النانوية، وبهذا وجدوا حلاً لمشكلة عويصة عمرها 20 عاماً كانت تواجه تكنولوجيا النانو، بالحصول على أنابيب كربون نانوية فائقة النقاوة لاستخدامها في أشباه الموصلات.
الأستاذ الذي قاد البحث قال إنهم استطاعوا التعرف على ظروف معينة تخلصهم من الأنابيب النانوية المعدنية المكونة للشوائب تقريباً، إلى درجة نقاوة بلغت نسبة الشوائب فيها 0.01 بالمئة، ثم قارنوا ترانزستور من أنابيب الكربون النقية بترانزستور مصنوع من السيليكون له نفس الحجم، ونفس تسرب التيار والهندسة، وفي نهاية السباق، وجدوا إن ترانزستور أنابيب الكربون حقق سرعة تيار أسرع من الأخرة بـ1.9، أي ما يساوي ضعف السرعة تقريباً.
هل تسيطر أنابيب الكربون النانوية على مستقبل الإلكترونيات؟
الترانزستورات المصنوعة من أنابيب الكربون النانوية تستطيع أن تستبدل ترانزستورات السيليكون يوماً ما، وتحقق نقلات نوعية في صناعة الحواسيب، وقد أكد الباحثون على إنها مبشرة بشكل خاص بالنسبة لتكنولوجيا الاتصالات اللاسلكية التي تعتمد على كثير من التيار العابر في مساحة صغيرة.
في نفس الوقت، فإن الفريق الآن يعمل على ضبط الترانزستور لكي يتناسب مع هندسة ترانزستورات السيليكون، وقد تقدم الفريق بالفعل للحصول على براءة اختراع، تاركاً الجمهور في تشوق لرؤية إلكترونيات الجيل الجديد، التي يتوقع أن تكون فصلاً جديداً في تاريخ الإلكترونيات الشخصية والحواسيب.