Как углерод и азот могут помочь крымчанам совершить научную революцию
Крымские учёные не устают двигать отечественную науку вперёд. Например, сейчас в Крымском федеральном университете им. В.И. Вернадского реализуется сразу несколько исследовательских проектов, которые смогут качественно улучшить жизнь человека в будущем. Разработкой одного из них занимается местная кафедра радиофизики и электроники: здесь изучают органическую электронику.
Неизбежное устаревание
Вся привычная человеку современная электроника, как объяснил ForPost заведующий кафедрой радиофизики и электроники Физико-технического института, доктор физико-математических наук Алим Мазинов, строится с помощью неорганики. Говоря простыми словами, микросхемы в телефоне, компьютере, телевизоре и других окружающих нас устройствах работают с помощью полупроводника, роль которого выполняют неорганические кристаллы или кристаллические соединения.
«В основе интегральных схем лежит кристаллическая электроника с применением кремния, германия, арсенида галлия и так далее», — пояснил Алим Мазинов.
В промышленных масштабах человечество использует эту технологию уже около 50 лет, и постепенно неорганическая электроника начинает изживать себя. Всё чаще поднимаются вопросы о дороговизне производства микросхем, не радует технологов и трудоёмкость их производства. Отдельной проблемой выступает хрупкость — так как в основе любой интегральной схемы находится кристалл, ни о какой пластичности не может быть и речи.
Природные решения
Чтобы решить все эти проблемы разом, крымские учёные пытаются найти альтернативу кремнию, германию и арсениду галлия в органической химии и создать микросхему на её основе.
«Это принципиально другая технология. Условно, можно будет смешать жидкие химические соединения и использовать результат как полупроводник в микросхеме», — объяснил доктор физико-математических наук.
В соединениях, которые могут заменить собой кристаллы, используют основные элементы органики. Углерод, водород, кислород и азот можно найти в каждом живом организме.
Новый метод позволит сделать микросхемы гибкими.
К слову, именно родственность органики со всем живым на планете, уверен Алим Мазинов, и даёт учёным надежду на технологический прорыв. По словам заведующего кафедрой радиофизики и электроники, природа самостоятельно изобрела систему электрических сигналов и сделала её полностью органической. Задача физиков лишь в том, чтобы перенять этот опыт.
«Ведь человек — это та же микросхема. Все мысленные и управленческие процессы в нас осуществляются с помощью электрических сигналов», — заметил собеседник ForPost.
Глядя в будущее
Потенциал органических интегральных схем неизмеримо велик. Такие микросхемы не только смогут заменить собой всю электронику в наших устройствах, но и сделают их менее громоздкими и угловатыми. Свобода от кристаллической основы позволит делать технику гибкой, пластичной. Например, с помощью органических микросхем наука сможет дать второе дыхание альтернативным видам получения энергии. В частности, солнечные батареи станут больше, легче, дешевле.
Кроме того, органические микросхемы смогут стать частью человеческого тела. Как объяснил Алим Мазинов, структурная схожесть позволяет учёным предположить, что в будущем микросхемы нового типа будут отлично приживаться в качестве имплантатов.
«Если мы создадим микросхему, которая будет по природе близкой к нам, то, формально, наш с вами организм сможет её принять. У нас есть шанс сделать такую органическую систему, которая могла бы, взяв свет, преобразовать его в электрический сигнал, а дальше этот сигнал передать в мозг — и заменить собой колбочки и палочки внутри человеческого глаза», — объяснил учёный.
Однако говорить о реализации таких технологий ещё очень рано. Пока что крымские физики лишь пытаются сделать существование органических микросхем возможным. Внедрение их в жизнь людей они оставят за инженерами-технологами.
Напомним, органическая электроника — не единственное исследование, которым сейчас заняты крымские учёные. На соседней кафедре физиологии человека и животных и биофизики Института биохимических технологий, экологии и фармации изучают возможность электромагнитного излучения лечить гастриты и инфаркты.
Елена Фокина
Фото автора