Кожен електронний пристрій, який ви коли-небудь мали, має критичну слабкість. Якщо його температура перевищує приблизно 200 градусів Цельсія, він починає виходити з ладу. Ваш телефон, комп'ютер автомобіля, супутники, що обертаються над головою, всі вони мають однаковий термічний поріг, закладений у їхній конструкції.

Протягом десятиліть цей поріг залишався однією з найупертіших стін в інженерії. Тепер команда з Університету Південної Каліфорнії, можливо, зуміла його подолати.

У статті, опублікованій в журналі Science, дослідники на чолі з професором Джошуа Яном повідомляють про новий тип пам'яті, яка продовжувала працювати надійно при температурі 700 градусів Цельсія. Це гарячіше, ніж розплавлена лава. Гарячіше, ніж поверхня Венери, яка знищила всі апарати, що коли-небудь висаджувалися там, знищуючи їх електроніку протягом кількох годин після приземлення.

І що важливо, 700 градусів не були межою, це була просто максимальна температура, яку змогло витримати їхнє випробувальне обладнання. Пристрій не показав жодних ознак збоїв.

Модель Венери в Меморіальному музеї космонавтики.

«Ви можете назвати це революцією, це найкраща пам'ять високої температури, яка коли-небудь була продемонстрована», - говорить професор Джошуа Ян з Університету Південної Каліфорнії.

Цей пристрій називається мемристор, і це наноелемент, який може як зберігати інформацію, так і виконувати обчислювальні операції. Уявіть собі його як маленький сендвіч з двома електродними шарами ззовні та тонким керамічним наповнювачем всередині.

Команда виготовила свій мемристор з вольфраму, металу з найвищою температурою плавлення серед усіх елементів, в поєднанні з керамікою, званою оксидом гафнію, і з шаром графену внизу. Кожен з цих матеріалів може витримувати величезне тепло. Разом вони виявилися надзвичайними.

Графен є ключовим інгредієнтом через те, як він взаємодіє з вольфрамом на атомному рівні. У звичайному пристрої тепло викликає повільний дрейф атомів металу через керамічний шар, поки вони не з'єднаються з двома електродами, короткозамикаючи все і залишаючи пристрій назавжди зламаним.

Графен зупиняє цей процес. Його поверхнева хімія з вольфрамом, як описав Ян, майже як олія і вода.

Мемристор - комп'ютерний пристрій пам'яті, що працює завдяки атомно-тонким шарам.

Атоми вольфраму, які дрейфують до графену, виявляють, що вони просто не можуть закріпитися, немає якоря, немає короткого замикання, немає збоїв. Команда використовувала передову електронну мікроскопію та комп'ютерні симуляції на квантовому рівні, щоб зрозуміти, чому це так, перетворюючи один щасливий результат на повторюваний принцип.

І це було щасливо. Відкриття сталося випадково. Команда Яна намагалася створити зовсім інший пристрій, коли натрапила на цей.

Космічні агентства давно запитують про електроніку, яка може працювати при температурах вище 500 градусів, температури поверхні Венери, не знищуючи себе. Глибокі геотермальні свердловини вимагають датчиків, які працюють там, де навколишня порода світиться червоним. Ядерні та термоядерні енергетичні системи також генерують жорстоке тепло поблизу свого контрольного обладнання, яке повинно витримувати його.

Відсутній компонент, як сказав Ян, тепер створено. Шлях від лабораторного столу до готового продукту, який можна використовувати в різних застосуваннях, все ще довгий, але вперше мета чітко на горизонті.

Цікавий факт

Венера є найгарячішою планетою в нашій сонячній системі, незважаючи на те, що Меркурій знаходиться ближче до Сонця. Це пов'язано з її щільною атмосферою, яка утримує тепло.