ثورة علمية.. ترانزستورات نانوية ثلاثية الأبعاد تتفوق على رقائق السليكون
تاريخ النشر: 8th, November 2024 GMT
أجرى فريق من الباحثين في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا (MIT) دراسة لتطوير ترانزستورات مجهرية، تُعرف بالترانزستورات النانوية، لتصبح بديلاً أكثر كفاءة عن الترانزستورات المصنوعة من السيليكون.
تُستخدم الترانزستورات في معظم الأجهزة الإلكترونية بدءاً من الهواتف ووصولاً للحواسيب الخارقة، وتعد بمثابة حجر الأساس الذي لا غنى عنه في ثورة تقنيات تصنيع المعالجات الحديثة، لكن هذا المكون يواجه تحدياً أساسياً، إذ لا يمكنه العمل بجهد منخفض بسبب حد فيزيائي يسمى "طغيان بولتزمان".
كيف تختلف الترانزستورات النانوية الجديدة؟
لتخطي هذا التحدي، قام الباحثون بتصميم نوع جديد من الترانزستورات باستخدام مواد شبه موصلة دقيقة جداً. تمتاز هذه الترانزستورات بأنها صغيرة جداً لدرجة يمكن قياس عرضها ببضع نانومترات فقط (أي أصغر من عرض شعرة الإنسان بأضعاف عديدة). وبفضل تصميمها، يمكن لهذه الترانزستورات العمل بجهد أقل بكثير من الترانزستورات التقليدية، مما يجعلها أكثر كفاءة في استهلاك الطاقة، دون أن تخسر من أدائها القوي.
تقنية "النفاذ الكمومي" كيف تجعل الترانزستورات أكثر كفاءة؟
اعتمد الباحثون في تصميم الترانزستورات الجديدة على خاصية فيزيائية كمومية تسمى "النفاذ الكمومي". ببساطة، في الترانزستورات التقليدية، تحتاج الإلكترونات إلى طاقة كافية لتجاوز حاجز معين حتى ينتقل الترانزستور من حالة الإيقاف إلى التشغيل. أما في الترانزستورات النانوية الجديدة، فإن الإلكترونات تستطيع "اختراق" هذا الحاجز بدلاً من تجاوزه، مما يسمح للترانزستور بالعمل بجهد منخفض وبكفاءة أكبر في استهلاك الطاقة.
أقرأ أيضاً.. "أوبن إي آي" تدخل عالم تصميم الرقائق الخاصة لمنافسة "إنفيديا"
خطوات دقيقة لتصنيع الترانزستورات النانوية
بفضل أدوات دقيقة ومتقدمة، نجح فريق الباحثين في إنتاج ترانزستورات بقياس نانومتري (أي في حدود بضعة نانومترات). هذا التصميم المتناهي في الصغر يساعد في تحقيق أداء قوي حيث يصبح التيار الكهربائي أعلى والتبديل بين حالتي التشغيل والإيقاف أسرع وأكثر حدة. هذا التصميم الصغير أيضاً يمكّن الباحثين من وضع عدد أكبر من الترانزستورات على شريحة واحدة، مما يعني أن الأجهزة التي ستعتمد على هذه الترانزستورات ستكون أسرع وأقوى، وأيضاً أكثر كفاءة من حيث استهلاك الطاقة.
تحديات وتطلعات مستقبلية
لا يزال هناك تحديات أمام تطبيق هذه الترانزستورات على نطاق واسع، حيث يجب تحسين تصنيعها بحيث تكون متناسقة في الأداء عبر الشريحة بالكامل. الفريق البحثي مستمر في العمل على تحسين هذه التقنية لضمان استخدامها في جميع أنواع الأجهزة الإلكترونية مستقبلاً، حيث يمكن أن توفر الترانزستورات النانوية بديلاً فعالاً وموفراً للطاقة عن الترانزستورات السيليكونية المستخدمة حالياً.
باختصار، هذه الترانزستورات النانوية الجديدة تفتح الباب أمام جيل جديد من الإلكترونيات التي ستعمل بطاقة أقل، مما يتيح لها العمل بكفاءة أكبر وسرعة أعلى، ما يعزز تطور الأجهزة الذكية والتقنيات المستقبلية.
المصدر: وكالاتالمصدر: صحيفة الاتحاد
كلمات دلالية: الطاقة الرقائق الإلكترونية الأجهزة الإلكترونية التكنولوجيا الثورة التكنولوجية أکثر کفاءة
إقرأ أيضاً:
الإمارات تتفوق إقليمياً في زراعة الأعضاء
دبي- وام
حققت دولة الإمارات إنجازات نوعية في مجال التبرع ونقل وزراعة الأعضاء والأنسجة البشرية خلال عام 2024، حيث سجلت زراعة 352 عضواً بزيادة نحو 22% بالمقارنة بالأعضاء التي تم زرعها في 2023، لتغدو الدولة بأعلى معدل استخدام للأعضاء في المنطقة، وتتصدر دول مجلس التعاون الخليجي في مؤشر عمليات زراعة الأعضاء بـ 956 عضواً تم زرعها منذ انطلاق البرنامج في عام 2017.
وكشف الدكتور أمين حسين الأميري الوكيل المساعد لقطاع التنظيم الصحي بوزارة الصحة ووقاية المجتمع، خلال معرض ومؤتمر الصحة العربي 2025، المقام حالياً في مركز دبي التجاري العالمي، عن أن عدد المرضى الذين تلقوا أعضاء تبرع بها الآخرون خلال 2024 بلغ 338 مريضاً، جاءت جميعها من 110 متبرعين، ما يعكس التلاحم والإنسانية بين أفراد المجتمع في دولة الإمارات، مشيراً إلى أنه تم زراعة 187 كلية للمرضى، و100 كبد، و39 رئة، و21 قلباً، و3 بنكرياس، إلى جانب زراعة جزأين من الكبد.
وعملت الجهات الصحية في الدولة على توظيف القدرات المتطورة للكوادر الصحية والطبية، حيث تم اعتماد أكثر من 400 متخصص في الرعاية الصحية لتشخيص حالات الموت الدماغي، ما يضمن اتخاذ قرارات دقيقة لتحديد مدى ملاءمة المتبرع للإجراء الطبي بما يتوافق مع أفضل الممارسات المعتمدة.
وخلال معرض ومؤتمر الصحة العربي 2025، استعرضت وزارة الصحة ووقاية المجتمع بالتعاون مع الجهات الصحية في الدولة إنجازات البرنامج الوطني للتبرع وزراعة الأعضاء والأنسجة البشرية «حياة»، على منصة «صحة الإمارات» الوطنية الموحدة.
وتستهدف الجهات الصحية ترسيخ ثقافة التبرع بالأعضاء خلال الحياة أو بعد الوفاة، من خلال توحيــد الجهــود الوطنيــة وتطويرها لإنقاذ المرضى المصابين بفشل الأعضاء وتحسين جودة حياتهم، وتخفيف المعاناة عن أسرهم، ما يسهم في إرساء منظومة صحية رائدة عالمياً تتماشى مع أفضل المعايير الصحية، تجسيداً لرؤية «نحن الإمارات 2031» للارتقاء بالقطاع الصحي نحو آفاق مبتكرة تعزز صحة أفراد المجتمع.
وأكد الدكتور أمين حسين الأميري، أهمية استعراض إنجازات البرنامج الوطني للتبرع وزراعة الأعضاء والأنسجة البشرية «حياة» في معرض ومؤتمر الصحة العربي 2025 لتعزيز الوعي المجتمعي وبناء ثقافة إيجابية حول التبرع بالأعضاء، مشيراً إلى أن المعرض، الذي يستقطب آلاف المتخصصين والمهتمين بالقطاع الصحي، يشكل منصة تفاعلية لعرض النجاحات الملهمة لبرنامج «حياة».
ولفت إلى أن دولة الإمارات أصبحت اليوم نموذجاً رائداً في منظومة التبرع بالأعضاء وزراعتها على المستويين الإقليمي والعالمي، حيث نجحت في بناء برنامج وطني متكامل يجمع بين التميز الطبي والبعد الإنساني، مشيراً إلى أن برنامج «حياة» يعد قصة نجاح إماراتية متفردة، تعكس رؤية القيادة الحكيمة في تطوير حلول مبتكرة للتحديات الصحية، وتجسد قيم العطاء المتأصلة في المجتمع.
وقال الأميري: إن ما يميز تجربتنا في التبرع وزراعة الأعضاء والأنسجة البشرية، هو تكامل جهود المؤسسات الصحية والشركاء الاستراتيجيين في تطوير منظومة رقمية متطورة تضمن أعلى معايير الشفافية والكفاءة، مع التركيز على بناء ثقافة مجتمعية داعمة للتبرع بالأعضاء، كما نشهد تحولاً نوعياً في وعي المجتمع وتفاعله مع البرنامج، وهو ما ينعكس في تزايد أعداد المسجلين والقصص الملهمة للمرضى الذين استعادوا الأمل في حياة جديدة.
وقال الدكتور علي العبيدلي رئيس اللجنة الوطنية للتبرع وزراعة الأعضاء والأنسجة البشرية: إن استراتيجية الوجود المستمر في المعارض والفعاليات المتخصصة أثمرت عن زيادة ملحوظة في أعداد المسجلين بالبرنامج، مستفيدة من التطور النوعي الذي تشهده البنية التحتية الصحية في دولة الإمارات، مشيراً إلى أن برنامج «حياة» يعد الأسرع نمواً في هذا المجال في العالم، حيث حقق نسبة نمو بلغت 41.7% خلال آخر خمس سنوات، وذلك بحسب نتائج مؤتمر الجمعية العالمية للتبرع بالأعضاء في الولايات المتحدة.
وأوضح أن هذا البرنامج يعد ركناً أساسياً في مسيرة التميز الصحي لدولة الإمارات، ويجسد تطلعاتها ونجاحاتها المستمرة بكل ما يحمله من طموح وأمل، ويبرز الإنجازات المتميزة التي حققتها الدولة في مجال الرعاية الصحية، منوهاً بأن الحملات التوعوية التي نظمتها الوزارة بالتعاون مع المؤسسات الحكومية والخاصة أسهمت في زيادة عدد المسجلين في برنامج «حياة»، حيث بلغ 31,145 شخصاً، ما يعكس حجم الجهود المبذولة لتعزيز وعي أفراد المجتمع بالدور الحيوي لبرنامج «حياة» في إنقاذ حياة المرضى، كما يدعم الرؤى الوطنية لتحقيق الاستدامة الصحية لمجتمع سعيد يتمتع بجودة الحياة.
وكيل إمارة الرياض المساعد للحقوق يحضر حفل سفارة جمهورية اتحاد ميانمار بمناسبة اليوم الوطني لبلادها