В современном мире существуют вычислительные системы совершенно различных типов. Это электронные, оптические, квантовые, механические и даже пневматические вычислительные системы. Теперь, благодаря усилиям ученых университета Аальто, к приведенному выше перечню можно смело добавить еще одну разновидность вычислительной системы, которая в качестве информационных битов использует мелкие капельки воды.
Используя то, что они назвали «сверхгидрофобную капельную логику», ученые создали устройства памяти триггерного типа и другие устройства, реализующие элементарные двоичные функции. Их изобретение базируется на эффектах, которые возникают, когда две крошечных капельки воды сталкиваются друг с другом на поверхности из чрезвычайно водоотталкивающего материала. При некоторых условиях эти капельки отскакивают друг от друг как бильярдные шары, при других условиях они сливаются в одну более крупную каплю.
«Я удивлен тем, что о явлениях, происходящих при столкновении двух капелек на водоотталкивающей поверхности, никто не сообщал прежде. Ведь это действительно легкореализуемое и легкодоступное явление» — рассказывает Хенрикки Мертэними (Henrikki Mertaniemi), ученый, заметивший впервые необычное поведение капелек воды на листьях деревьев в своем саду.
Для создания водоотталкивающей (гидрофобной) поверхности ученые использовали медную поверхность, покрытую слоем серебра. Затем эта поверхность была подвергнута химической обработке фторосодержащим составом. Это придало поверхности настолько сильные водоотталкивающие свойства, что капельки воды скатываются с нее даже при малейшем наклоне.
Если капельки, передвигающиеся в таком «водно-капельном» вычислительном устройстве, сделать из растворов различных химических реагентов, то сталкивая такие капли в необходимые моменты времени в нужных местах можно создать нечто вроде химического процессора, в котором будут происходить тщательно рассчитанные, запрограммированные и контролируемые химические реакции. В этих процессорах капельки одновременно будут выступать в роли миниатюрных химических реакторов и информационных битов, участвующих в вычислениях.
Помимо создания подобных химических, биологических и биохимических процессоров, ученые предлагаю использовать подобные вычислительные системы в качестве автономных логических устройств, неспешно выполняющих несложные функции, но не требующие электрической энергии для своей работы.
