ชิปประมวลผลจาก "น้ำผึ้ง" ย่อยสลายง่าย ไม่เกิดขยะอิเล็กทรอนิกส์

ชิปประมวลผล คือ ส่วนประกอบชิ้นสำคัญสำหรับอุปกรณ์อัจฉริยะมากมาย ตั้งแต่สมาร์ตโฟน, คอมพิวเตอร์ ไปจนถึงรถยนต์พลังงานไฟฟ้า ด้วยเหตุนี้การขาดแคลนชิปประมวลผลจึงส่งผลกระทบครั้งใหญ่ต่อภาคอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์ นักวิทยาศาสตร์จึงเร่งค้นหาวิธีที่จะช่วยบรรเทาภาวะขาดแคลนนี้ หรือพัฒนาเทคโนโลยีใหม่ที่สามารถผลิตชิปได้ง่ายและรวดเร็วขึ้นจากวัสดุที่มีอยู่รอบตัว

ล่าสุด นักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัยแห่งมลรัฐวอชิงตัน (WSU) ได้นำเสนอเทคโนโลยีการผลิตชิปประมวลผลแบบใหม่ โดยใช้ "น้ำผึ้ง" เป็นส่วนประกอบแทนการใช้ซิลิคอน (ซึ่งเป็นส่วนประกอบสำคัญของทรานซิสเตอร์ หน่วยย่อยของชิปประมวลผล) อีกทั้งยังมีศักยภาพการทำงานคล้ายเซลล์ประสาทของมนุษย์ด้วย

ในการผลิตชิปประมวลผลโดยมีหน่วยย่อยที่ทำจากน้ำผึ้ง นักวิทยาศาสตร์ทำการระเหยความชื้นจนน้ำผึ้งอยู่ในรูปของแข็ง จากนั้นนำน้ำผึ้งไปจัดวางคั่นกลางระหว่างโลหะอิเล็กโทรด 2 ชิ้น ก่อกำเนิดเป็นโครงสร้างที่เรียกว่า เมมริสเตอร์ (Memristor) ซึ่งมีคุณสมบัติในการควบคุมการเข้า-ออกของอิเล็กตรอนเช่นเดียวกับทรานซิสเตอร์ แต่เพิ่มคุณสมบัติในการจัดเก็บข้อมูลเข้าไปด้วย ส่งผลให้เมมริสเตอร์จากน้ำผึ้งมีความคล้ายคลึงกับเซลล์ประสาทของมนุษย์

เฟิง เฉา หนึ่งในนักวิทยาศาสตร์ที่พัฒนาเทคโนโลยีนี้เผยว่า น้ำผึ้งเป็นสารที่มีความเข้มข้นสูงและความชื้นต่ำ แบคทีเรียจึงไม่สามารถเติบโตได้ น้ำผึ้งจึงไม่เน่าเสีย, มีความเสถียรสูง และสามารถใช้งานได้เป็นระยะเวลานาน ซึ่งเมมริสเตอร์จากน้ำผึ้งที่ถูกผลิตขึ้นในห้องปฏิบัติการมีขนาดเล็กเท่าเส้นผมเท่านั้น แต่ในอนาคตนักวิทยาศาสตร์จะผลิตให้มันมีขนาดเล็กลงในระดับนาโนสเกลจนเหลือเพียง 1 ใน 1,000 เท่าของขนาดปัจจุบัน

เนื่องจากยังอยู่ในขั้นตอนของการทดลอง จึงยังไม่ได้มีการทดสอบประสิทธิภาพเทียบกับทรานซิสเตอร์ของชิปประมวลผลทั่วไป ทั้งนี้ เป้าหมายของการผลิตเมมริสเตอร์นี้ คือ การเลือกใช้วัสดุที่สามารถหาได้จากธรรมชาติ โดยยังคงประสิทธิภาพทั้งด้านความเร็วและการจัดการพลังงานไม่ต่างจากชิปประมวลผลที่ใช้กันในปัจจุบัน

นอกจากนี้ เมมริสเตอร์จากนั้นผึ้งยังเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม สามารถย่อยสลายได้เมื่อนำไปทำละลายกับน้ำ จึงไม่ก่อให้เกิดขยะอิเล็กทรอนิกส์ดังเช่นทุกวันนี้ ในอนาคตนักวิทยาศาสตร์จะปรับปรุงประสิทธิภาพของเมมริสเตอร์นี้ ก่อนนำไปผลิตชิปประมวลผลสำหรับใช้ในอุปกรณ์อัจฉริยะในลำดับถัดไป

ขอขอบคุณข้อมูลจาก Interesting Engineering