Супрамолекулярная химия - 10.1.От структуры к информации. Возможности и перспективы химии запрограммированных систем (instructed chemistry) - 173 - читать

Супрамолекулярная химия(Страница: 173)

Страница: 
173

Супрамолекулярная химия читать 10.1.От структуры к информации. Возможности и перспективы химии запрограммированных систем (instructed chemistry) 173

Уменьшение энтропии, сопровождающее хранение информации в ковалентной структуре, (сверх)компенсируется возрастанием энтропии, происходящим в ходе многоступенчатого синтеза “информированной" молекулы.

Хранение и считывание химической информации в цифровом виде встречается в нуклеиновых кислотах. Основной “операцией оцифровки" является2/3-процесс(2против3водородных связей соответственно в парах оснований А:Т иG:C),что соответствует обычной0/1-коммутации в электронных компьютерах[10.3].Можно также представить себе возможность оцифрованной обработки информации в многоцентровых рецепторах, в которых существуют четко различающиеся варианты занятия центров связывания, или в системах, в которых возможно существование многих степеней окисления. Примерами могут служить связывание кальция с четырьмя возможными центрами калмодулина[9.19]или же окислительновосстановительное изменение четырех порфириновых групп цитохрома с3[8.137](см. разд.9.2).Обсуждалась возможность хранения информации в донорноф) -акцепторных(А) системах, например вDADили вADA-apхитектурах[10.4].

Многообещающими в качестве информационных систем являются неорганические двумерные решетки, такие как166, 167(см. разд.9.3.3).Заметим, что они подобны решеткам, основанным на квантовых узлах(dots) [10.5],представляющим большой интерес для микроэлектроники. Можно считать, что данные решетки состоят изионных узлов, размер которых еще меньше размера квантовых узлов, причем для получения неорганических ионных узлов не требуется микропроизводство(microfabrication)—они образуются спонтанно в ходе самосборки. Такие структуры могут быть прообразами цифровых супрамолекулярных чипов со многими состояниями для хранения и извлечения информации, записываемой при помощи света или электричества. Различные состояния могли бы определяться либо локальными изменениями в точке с заданными координатами),как в ионном узле, либо специфическими изменениями коллективных состояний, связанных с оптическими или окислительными уровнями. Если смежные геометрические или электронные состояния (например, окислительные уровнипип+ 1)соответствуют подобным информационным значениям, будут возникать системы со свойствами, к которым интересно применить подход нечеткой логики[8.301]. Пересечение А П В между двумя наборами А и В, соответствующими значениям (пА± х)и (пв±х)параметрап(характеризующего, например, степень окисления), могло бы представлять собой нечеткое множество, так что отклик системы был бы определен неоднозначно.

Манипулирование такими решеткоподобными структурами может опираться на методы сканирующей туннельной микроскопии (СТМ) и атомносиловой микроскопии(ACM)(см. разд.9.9).Индуцирование локальных изменений степени окисления отдельных структурных единиц на ±1соответствовало бы процессам моноэлектроники, реализуемым в ионных узлах[8.117].В этом контексте можно также заметить, что протяженные молекулы с сопряженными связями, обладающие электронно-акцепторными свойствами, могли бы представлять собой квантовый колодец[10.6, 10.7],в который по одному можно вводить электроны.

Медиа

See video
Видео
Химический элемент - это вид атомов, характеризующийся определенными зарядами ядер и строением электронных оболочек. В настоящее время известно 110 элементов:...
02.04.2013 | 6:58
3,063
See video
Видео
Сервис Нигма-Химия и многие функции Нигма-математики не имеют аналогов ни в России, ни в мире.Начиная с 2009 года, Нигма разрабатывает интеллектуальную...
02.04.2013 | 6:58
3,685
See video
Видео
Основным источником этанола является нефтехимический синтез, использующий реакцию, гидратации этилена в присутствии различных катализаторов. Известны также...
02.04.2013 | 6:58
3,217