(PhysOrg.com) -- Ingenieurs van de North Carolina State University hebben een nieuw materiaal gemaakt waarmee een computerchip ter grootte van een vingernagel het equivalent van 20 high-definition dvd's of 250 miljoen pagina's tekst kan opslaan. veel groter dan de opslagcapaciteiten van de huidige computergeheugensystemen.

Onder leiding van Dr. Jagdish "Jay" Narayan, John C.C. Fan Family Distinguished Professor of Materials Science and Engineering en directeur van het National Science Foundation Center for Advanced Materials and Smart Structures bij NC State, de ingenieurs braken door met het proces van selectieve doping, waarbij een onzuiverheid wordt toegevoegd aan een materiaal dat zijn eigenschappen verandert. Het proces is ook veelbelovend voor het verhogen van het brandstofverbruik van voertuigen en het verminderen van de door halfgeleiders geproduceerde warmte, een potentieel belangrijke ontwikkeling voor een efficiëntere energieproductie.

Werken op nanometerniveau, de ingenieurs voegden metaalnikkel toe aan magnesiumoxide, een keramiek. Het resulterende materiaal bevatte clusters van nikkelatomen die niet groter waren dan 10 vierkante nanometer, een reductie van 90 procent in vergelijking met de huidige technieken en een vooruitgang die de opslagcapaciteit van de computer zou kunnen vergroten.

“In plaats van een chip te maken die 20 gigabyte opslaat, je hebt er een die één terabyte aankan, of 50 keer meer gegevens, ' zegt Narayan.

Informatieopslag is niet het enige gebied waarop vooruitgang kan worden geboekt. Door metaaleigenschappen in keramiek te introduceren, Narayan zegt dat ingenieurs een nieuwe generatie keramische motoren kunnen ontwikkelen die bestand zijn tegen tweemaal de temperaturen van normale motoren en een brandstofverbruik van 80 mijl per gallon behalen. En aangezien de thermische geleidbaarheid van het materiaal zou worden verbeterd, de techniek zou ook toepassingen kunnen hebben bij het benutten van alternatieve energiebronnen zoals zonne-energie.

De ontdekking van de ingenieurs bevordert ook de kennis op het opkomende gebied van "spintronica, ” die is gewijd aan het benutten van energie die wordt geproduceerd door het spinnen van elektronen. De meeste energie die tegenwoordig wordt gebruikt, wordt benut door de beweging van stroom en wordt beperkt door de hoeveelheid warmte die het produceert, maar de energie die wordt gecreëerd door het ronddraaien van elektronen produceert geen warmte. De ingenieurs van NC State waren in staat om het nanomateriaal te manipuleren, zodat de spin van de elektronen in het materiaal kon worden gecontroleerd, die waardevol kunnen zijn voor het benutten van de energie van de elektronen. De bevinding kan belangrijk zijn voor ingenieurs die werken aan de productie van efficiëntere halfgeleiders.

Samen met Narayan aan de studie werkten Dr. Sudhakar Nori, een onderzoeksmedewerker bij NC State, Shankar Ramachandran, een voormalige NC State afgestudeerde student, en JT prater, een adjunct-hoogleraar materiaalkunde en techniek. Hun bevindingen zijn gepubliceerd als "The Synthesis and Magnetic Properties of a Nanostructured Ni-MgO System, ” dat verscheen in de juni-editie van JOM , het tijdschrift van de Mineralen, Metalen en Materials Society. Het onderzoek werd gesponsord door de National Science Foundation.

Aanverwant onderzoek van Narayan werd in april gepubliceerd in de Internationaal tijdschrift voor nanotechnologie .

Aangeboden door North Carolina State University (nieuws:web)