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苹果|一种由液晶构成的新型计算机

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苹果|一种由液晶构成的新型计算机

液晶既不是固体也不是液体 ， 这让它总是会引起材料科学家们的关注注意 。 近日一个国际研究小组刚刚发现了液晶的另一个用途 ， 他们证明了液晶可以用来进行计算 ， 这意味着它们最终可能会被用作计算机和柔性机器人 。

液晶模拟的示意图 ， 其中细黑线是液晶分子
“我们的研究结果中展示了你可以用液晶来创建电路的基本构件 ， 例如逻辑门、放大器和导线 ， 这意味着你应该能够将它们组装成能够执行更复杂操作的组合 。 ”美国芝加哥大学分子工程研究员胡安·德·巴勃罗教授说 ， “能看到一种新的计算方法并不常见 ， 这对材料领域来说是令人兴奋的一步 。 ”
液晶是像液体一样流动的软物质 。 但它们的分子结构更接近于晶体 。 其中大部分的分子结构是有序和有组织的晶格 ， 一些紊乱的分子结构也同时存在 ， 这些紊乱的地方通常被被称为“晶体缺陷” 。 这种同时具有有序和无序的分子结构可以让液晶既有固体的力学性能 ， 同时也能进行缓慢流动 ， 这常常赋予它们有趣的光学特性比如在屏幕显示时的颜色变化 。
去年研究人员报告说 ， 他们已经能够通过用光照射特定的位置来控制液晶中晶体缺陷的移动 。 在这篇论文中 ， 他们进一步发展了这一想法 ， 通过模拟表明光技术可以用来使晶体缺陷执行类似计算机中的操作 。 “这些晶体缺陷具有电路中电子的许多特性——我们可以将它们移动很长的距离 ， 放大它们 ， 并像晶体管门一样关闭或打开它们的传输 ， 这意味着我们可以将它们用于相对复杂的操作” ， 来自香港科技大学物理系的首席作者张锐教授说 。
虽然从理论上讲 ， 它们最终可能会出现在我们日常的办公室桌面上 ， 但研究人员认为这种“液晶计算机”更有可能用于传感器上 ， 尤其是柔性机器人 ， 这种具有柔性的机器人可以做传统硬机器人做不到的事情 。 更进一步 ， 这种控制液晶中晶体缺陷的方法也可以用来在微机电设备（MEMS）的移动 。 “例如 ， 也许采用这种原理的微型设备可以在人类细胞内执行功能” ， 张教授补充说 。
本文参考cosmosmagazine文章”A liquid crystal computer” ， 如有兴趣还可查阅原文 。
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