小小的水滴也能成为计算机
科普小知识2022-07-15 18:31:08
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除非手机掉到马桶里,否则很难看到电脑电子元件与水混合在一起。斯坦福大学的科学家开发了一种新型计算机,它利用水滴运动的独特物理原理。
斯坦福大学生物工程副教授马努·普拉卡什和他的团队利用流体计算来精确控制液滴,从而创造出一种能够操纵真实物质的新型计算机。副教授Manu Prakash研究水滴计算机已有十年,该计算机在分析生物或化学样品方面具有重要意义。
在一张邮票大小的幻灯片上,研究人员用小铁棒制作了一个迷宫,然后用另一张幻灯片覆盖它,幻灯片的中间填充了一层油。研究人员将微小的磁性纳米粒子注入几个小如罂粟籽的水滴中,然后将水滴注入油中。
研究人员使用一个旋转的磁铁来改变磁场的方向,并拉动磁滴向预设的方向前进。磁场的每一次旋转都被计算为一个时钟周期——这是所有计算机都有的——上面的照相机根据液滴的有无将信息分别转换成1和0。
研究人员相信,未来磁场可以同时控制数百万个液滴,这无疑是生化实验室的一项革命性突破。
《科学日报》报道说,本发明最直接的应用可能是具有大数据吞吐量的化学和生物实验室。到时候,就不需要进行大量的试管了。每个液滴可以携带特定的化合物,成为一个独立的试管。微滴计算机将在控制这种相互作用方面带来前所未有的变化。为了测试该系统的全部潜力,斯坦福的团队正在开发一个开发工具包,供公众/其他研究人员使用。将来,它可以应用于化学或生物实验室,通过与3D打印机的结合来帮助人类修复身体器官。
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