Elettronica molecolare: il futuro delle memorie?

Un gruppo di ricercatori dell'UCLA (University of California, Los Angeles) e del California Institute of Technology hanno pubblicato sulla rivista Nature una dimostrazione di un particolare tipo di memoria ad elevatissima densità, in grado di stoccare le informazioni utilizzando "interruttori" molecolari in grado di cambiare la propria configurazione. Si tratta di un importantissimo passo avanti nella ricerca nel campo dei computer molecolari, che potenzialmente sono in grado di sviluppare prestazioni ben oltre i limiti degli attuali computer basati sul silicio.

Nell'articolo pubblicato su Nature viene descritto il progetto ed il funzionamento della nuova tecnologia: la memoria è realizzata utilizzando una griglia di cavi di dimensioni nell'ordine del nanometro dove ad ogni incrocio sono collocate circa 300 supramolecole di rotaxano a due stati.

Il rotaxano a due stati è una particolare struttura caratterizzata da una molecola ad anello e da una molecola lineare in essa infilata. La molecola lineare è caratterizzata dalla presenza, ai due estremi, di gruppi funzionali detti "stopper", i quali per ingombro sterico impediscono all'anello di uscire dalla struttura. All'interno della catena vi sono altri due gruppi funzionali in grado di interagire con l'anello: a seconda del mutamento di condizioni esterne, in modo particolare al mutamento della situazione energetica, viene modificata l'interazione tra l'anello e i gruppi funzionali interni alla molecola, risultando in una migrazione del primo tra le due porzioni funzionalizzate della molecola. La posizione dell'anello in corrispondenza di uno o dell'altro gruppo funzionalizzato determina così due stati diversi per il rotaxano, che possono essere interpetati quindi come configurazione di "off" oppure di "on".

Grazie a questo particolare progetto è stato possibile realizzare una memoria da 160 kilobit caratterizzata da una densità di 100,000,000,000 bit per centimetro quadrato. Si tratta di un traguardo che le memorie ad uso commerciale attualmente in circolazione potranno raggiungere solo nel 2020.

Si tratta tuttavia di una ricerca che non si pone l'obiettivo primario di rendere commercialmente disponibile questo tipo di tecnologia, dal momento che ancora sono molteplici i problemi da risolvere prima che si possa pensare realmente ad una produzione di massa di un tale tipo di memorie, quanto più una sorta di "proof of concept" per dimostrare la possibilità di realizzare circuiti elettronici molecolari ad una densità ben maggiore di quella paventata dalle più ottimistiche previsioni.

Per maggiori informazioni invitiamo a leggere l'annuncio ufficiale del team di ricerca.