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美國制成用微氣泡模仿計算機功能的微流體芯片

發(fā)布時間:2007-12-04 作者: 來源:科技日報 瀏覽:858

  美國麻省理工學(xué)院的研究人員成功地尋找到了利用微氣泡模仿計算機功能的途徑。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“芯片實驗室”(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,因而限制了從實驗室走向?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:“氣泡邏輯結(jié)合了計算和化學(xué),它允許數(shù)字比特傳遞化學(xué)負荷。至今,化學(xué)反應(yīng)的物質(zhì)和控制物質(zhì)的機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,實現(xiàn)了控制微流體芯片的目標。文章合著者摩奴?普拉卡西表示:“人們可以通過設(shè)計類同于電子電路的氣泡邏輯電路來計劃芯片實驗室中的工作?!?
  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微氣泡來表示。他們同時表示,雖然報告中介紹的是水中的氮氣氣泡,但是任何其他相互間不融合物質(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、存儲器、放大器和振蕩器。目前,新型微流體芯片的運行速度比傳統(tǒng)的電子微處理器要慢1000倍,但比過去采用外部閥門和控制系統(tǒng)的微流體芯片要快100倍。
  研究人員認為,控制化學(xué)反應(yīng)有望成為微流體芯片的一個主要應(yīng)用領(lǐng)域。它有可能幫助開發(fā)出大型的微流體系統(tǒng),如化學(xué)存儲器,像數(shù)據(jù)存儲那樣將數(shù)以千計的試劑存儲在芯片上,并使用分配準確的數(shù)量和邏輯電路計數(shù)器將它們分送到特定的目標位置。此外,其他的應(yīng)用還包括同時合成多種化合物等。


 

 


 

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