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美國(guó)制成用微氣泡模仿計(jì)算機(jī)功能的微流體芯片

發(fā)布時(shí)間:2007-12-04 作者: 來(lái)源:科技日?qǐng)?bào) 瀏覽:872

  美國(guó)麻省理工學(xué)院的研究人員成功地尋找到了利用微氣泡模仿計(jì)算機(jī)功能的途徑。他們表示,正如傳統(tǒng)微處理器的電路那樣,新開(kāi)發(fā)的微流體芯片中的微氣泡能傳送信息。該研究將有望極大地促進(jìn)“芯片實(shí)驗(yàn)室”(labonachip)設(shè)備的能力。
  微流體芯片技術(shù)具有革新大規(guī)?;瘜W(xué)分析和合成、環(huán)境和醫(yī)學(xué)化驗(yàn)以及工業(yè)產(chǎn)品加工的潛力,但由于它需要外部控制系統(tǒng)閥門等條件,因而限制了從實(shí)驗(yàn)室走向?qū)嶋H應(yīng)用。麻省理工學(xué)院數(shù)字和原子中心主任尼爾?格什菲爾德說(shuō):“氣泡邏輯結(jié)合了計(jì)算和化學(xué),它允許數(shù)字比特傳遞化學(xué)負(fù)荷。至今,化學(xué)反應(yīng)的物質(zhì)和控制物質(zhì)的機(jī)制間存在著清楚的界線。”
  在2月9日出版的《科學(xué)》雜志上,研究小組發(fā)表文章指出,他們利用流經(jīng)微通道氣泡間的相互作用,在不借助外部控制的情況下,實(shí)現(xiàn)了控制微流體芯片的目標(biāo)。文章合著者摩奴?普拉卡西表示:“人們可以通過(guò)設(shè)計(jì)類同于電子電路的氣泡邏輯電路來(lái)計(jì)劃芯片實(shí)驗(yàn)室中的工作?!?
  在研究中,研究人員在現(xiàn)有的數(shù)字電路基礎(chǔ)上,完成了新型微流體芯片的原型制作。通常人們用高壓和低壓代表數(shù)字信息,但在微流體芯片中,研究人員則采用有和無(wú)微氣泡來(lái)表示。他們同時(shí)表示,雖然報(bào)告中介紹的是水中的氮?dú)鈿馀荩侨魏纹渌嗷ラg不融合物質(zhì)的組合如油和水等均可被利用。
  文章指出,研究人員演示了作為邏輯電路所需要的基礎(chǔ),如邏輯門、存儲(chǔ)器、放大器和振蕩器。目前,新型微流體芯片的運(yùn)行速度比傳統(tǒng)的電子微處理器要慢1000倍,但比過(guò)去采用外部閥門和控制系統(tǒng)的微流體芯片要快100倍。
  研究人員認(rèn)為,控制化學(xué)反應(yīng)有望成為微流體芯片的一個(gè)主要應(yīng)用領(lǐng)域。它有可能幫助開(kāi)發(fā)出大型的微流體系統(tǒng),如化學(xué)存儲(chǔ)器,像數(shù)據(jù)存儲(chǔ)那樣將數(shù)以千計(jì)的試劑存儲(chǔ)在芯片上,并使用分配準(zhǔn)確的數(shù)量和邏輯電路計(jì)數(shù)器將它們分送到特定的目標(biāo)位置。此外,其他的應(yīng)用還包括同時(shí)合成多種化合物等。


 

 


 

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