Um momento de destaque da missão Artemis 2 da semana passada envolveu um pedaço aparentemente “perdido” do escudo térmico da cápsula Orion. Embora a NASA tenha esclarecido que nada de anormal aconteceu, é um lembrete de que durante missões em ambientes extremos, o gerenciamento do calor é crucial. Mesmo sem astronautas, as altas temperaturas e pressões no interior das naves espaciais podem causar estragos em componentes críticos – especialmente nos chips de memória que contêm dados valiosos sobre o mundo além da Terra.
Um novo protótipo de chip de memória, descrito em um recente Ciência artigo, pode oferecer uma solução prática para esta questão. De acordo com a equipe de pesquisa, o modelo do chip é um pequeno sanduíche de materiais extremos que funciona de forma confiável mesmo em temperaturas de 1.300 graus Fahrenheit (cerca de 700 graus Celsius) – e provavelmente poderia funcionar além dessas temperaturas, já que esse número representa apenas o máximo fornecido pelo equipamento de teste.
“Você pode chamar isso de revolução”, disse Joshua Yang, autor sênior do estudo e professor de engenharia da Universidade do Sul da Califórnia, em um comunicado. declaração. “É a melhor memória de alta temperatura já demonstrada.”
O chip que poderia
O chip é chamado de memristor, ou um dispositivo elétrico que armazena informações e executa operações computacionais. O componente é um minúsculo “sanduíche” de três camadas: tungstênio na parte superior, cerâmica de óxido de háfnio no meio e grafeno na parte inferior. Notavelmente, o tungstênio tem a ponto de fusão mais alto de qualquer metal a 6.192 graus Fahrenheit (3.422 graus Celsius), enquanto o grafeno é uma folha plana de carbono com apenas um átomo de espessura.
Essas propriedades físicas únicas permitiram a criação do novo chip, que funcionava com apenas 1,5 volts para processar dados por mais de 50 horas a 1.300 graus Fahrenheit, explicou a equipe. Nesse período, o chip passou por mais de um bilhão de ciclos de comutação sem precisar de quaisquer modificações externas.
A razão pela qual os chips convencionais entram em curto-circuito sob altas temperaturas é porque o calor força a camada superior do “sanduíche” a aderir à camada inferior. No entanto, a química da superfície do grafeno e do tungstênio é quase como a do óleo e da água, explicou Yang. Em suma, é fisicamente difícil para o dispositivo entrar em curto-circuito.
Nas investigações de acompanhamento, a equipe confirmou que isso realmente aconteceu por meio de microscopia eletrônica e espectroscopia, o que deu aos pesquisadores uma visão em nível atômico de como as diferentes camadas interagiam.
Chips de memória em Vênus e em outros lugares
Yang alertou que ainda há um longo caminho a percorrer antes que esses chips robustos possam aparecer em aplicações práticas. Por exemplo, um “computador completo” requer circuitos lógicos e outros componentes eletrônicos que permitem que o chip de memória funcione conforme pretendido, explicou ele no comunicado.
Além do mais, o protótipo atual, por mais impressionante que seja, foi feito à mão em um laboratório – sem (ainda) levar em consideração como a tecnologia poderia ser ampliada. Mas a equipe está esperançosa, já que os materiais individuais não são muito raros na indústria de semicondutores.
De qualquer forma, ter o projeto abre caminho para aplicações em diversos lugares. Notavelmente, este chip provavelmente sobreviveria às temperaturas extremas de Vênus, que tem mais ou menos morto todas as naves espaciais que ousaram infringir sua atmosfera. Além disso, o chip pode ser útil em projetos de perfuração em terras profundas ou em sistemas de energia nuclear e de fusão, acrescentaram os pesquisadores.
