Primeiro computador de nanotubos de carbono é construído

Uma equipe de engenheiros da Universidade de Stanford criou um computador, chamado de Cedric, utilizando apenas transistores feitos de nanotubos de carbono.

Por muito tempo, os nanotubos de carbono ocuparam a posição de material mais promissor para a “tecnologia do futuro”, até o surgimento do grafeno, que é essencialmente um nanotubo desenrolado, ou vice-versa. Mas trabalhar com materiais em escala atômica tem sido mais difícil do que se previa.

Por esse motivo, o anúncio do desenvolvimento de um computador completo, ainda que primário, feito unicamente com transistores de nanotubos de carbono, causou surpresa no meio científico.

O trabalho tem antecedentes: o primeiro circuito integrado de nanotubos de carbono foi criado em 2011 por pesquisadores da Finlândia e do Japão. No ano passado, engenheiros da IBM construíram os primórdios de um processador também usando apenas nanotubos de carbono.

São vários os problemas com a utilização de nanotubos de carbono para fabricar componentes eletrônicos: eles têm muitas imperfeições, não crescem no mesmo alinhamento e emergem do processo de fabricação em versões que podem ser semicondutoras ou metálicas.

Coube a Max Shulaker desenvolver técnicas para eliminar esses problemas. Descartar os nanotubos metálicos não foi difícil: depois que todos os nanotubos foram crescidos em uma pastilha de quartzo, Shulaker aplicou uma corrente elétrica no chip. Toda a eletricidade se concentrou nos nanotubos metálicos, que ficaram tão quentes que vaporizaram em pequenas nuvens de dióxido de carbono.

Para eliminar os nanotubos desalinhados e os impuros, a equipe criou um algoritmo que mapeia um layout do circuito para garantir que ele vai funcionar não importando se, ou onde, os nanotubos podem estar tortos. Eles batizaram isso de “técnica imune a imperfeições”.

Embora nem tudo tenha saído com 100% de precisão, foi o suficiente para criar um computador básico com 178 transistores, um limite que foi imposto pelos equipamentos de fabricação de chips da universidade. Os próprios transistores ficaram enormes para o padrão da eletrônica de silício, medindo cerca de 8 micrômetros cada um.

O computador de nanotubos de carbono é muito simples, mas atende a todos os requisitos para ser considerado um computador. Ele realiza tarefas como contagem – até 32 – e classificação de números, além de rodar um “sistema operacional” básico que permite alternar entre o processo de contagem e de ordenação.

A demonstração mais significativa de seu potencial foi feita rodando 20 instruções da linguagem MIPS. “Não se trata apenas de um computador de nanotubos de carbono. Trata-se de uma mudança de rumos que mostra que você pode construir algo real com nanotecnologias que nos levam além do silício e seus parentes,” disse o professor Subhasish Mitra.

Com informações de Inovação Tecnológica