12 công nghệ điện tử dành cho thời "con cháu chúng ta" - Phần 1

Eiindustrial We
12 công nghệ điện tử dành cho thời "con cháu chúng ta" - Phần 1Những công nghệ điện tử “mới nổi” sau đây tuy chưa phát triển hoàn chỉnh và ứng dụng rộng rãi, nhưng hứa hẹn góp phần nâng cao chất lượng sống tương lai. Chúng đại diện cho tiến bộ khoa học trong nhiều lĩnh vực đa dạng, từ robot và trí tuệ nhân tạo cho đến khoa học nhận thức và công nghệ nano. Ngành điện tử nói riêng đóng vai trò cốt lõi trong hoạt động xử lý tín hiệu, xử lý thông tin và viễn thông. Hoạt động của chúng liên quan đến các mạch điện, bao gồm các linh kiện như cảm biến, đi-ốt, bóng bán dẫn và mạch tích hợp. Nói đơn giản, nó bao hàm các thiết bị và hệ thống điện tử phức tạp như máy tính xách tay và điện thoại thông minh. Phát minh ra bóng bán dẫn vào đầu năm 1947 là tiền đề cho những bước tiến vĩ đại sau này. Chỉ riêng điện thoại thông minh bạn đang sử dụng ngày nay đã chứa hơn một tỷ bóng bán dẫn. Nhưng đó chỉ là sự khởi đầu. Còn nhiều thiết bị mang tính cách mạng vẫn chưa được biết tới.  Hãy cùng WE tìm hiểu xem lĩnh vực điện tử trong tương sẽ mang đến cho chúng ta những gì.

12. Hương thơm kỹ thuật số

Các nhà nghiên cứu công nghệ mùi hương đã tạo nên những thiết bị (hoặc mũi điện tử) có thể cảm nhận, truyền và tiếp nhận các phương tiện kỹ thuật số có kích hoạt mùi hương như âm thanh, video và trang web. Hệ thống lan tỏa mùi hương đầu tiên có tên Smell-O-Vision được phát minh vào cuối những năm 1950. Nó có khả năng phát ra mùi hương trong quá trình chiếu phim để nâng cao trải nghiệm của người xem. Kể từ đó, nhiều trung tâm nghiên cứu cũng đã phát minh ra các thiết bị tương tự. Một trong số đó là iSmell, được phát triển vào năm 1999. Thiết bị này chứa một chiếc hộp gồm 128 mùi cơ bản, có thể trộn lẫn để tạo ra nhiều hỗn hợp mùi khác nhau. Tuy nhiên, do còn một số hạn chế nhất định, sản phẩm vẫn chưa từng được ra mắt thị trường. Tại triển lãm CEATEC 2016, một công ty đã ra mắt thiết bị mùi hương có thể đeo, được kết nối và điều khiển thông qua điện thoại thông minh hay PC. Tuy nhiên, vẫn còn nhiều rào cản về thời gian và giới hạn tỏa hương, cũng như rủi ro đối với sức khỏe khi dùng mùi tổng hợp.
điện tử, mùi hương
Thiết bị mùi hương Aroma shooter được giới thiệu tại CEATEC 2016

11. Thermal Copper Pillar Bump (TCPB)

TCPB là một thiết bị nhiệt điện có kích thước siêu nhỏ, được sử dụng trong đóng gói thiết bị điện tử và quang điện tử như đi-ốt laze, bộ khuếch đại quang bán dẫn, CPU và GPU. Nextreme Thermal Solutions đã phát triển công nghệ này nhằm tích hợp chức năng quản lý nhiệt chủ động ở cấp độ chip. Phương pháp này hiện đang được nhiều gã khổng lồ công nghệ, bao gồm cả Intel và Amkor, ứng dụng để kết nối bộ vi xử lý và bộ chip tiên tiến khác với những bề mặt khác nhau. Khi dòng điện đi qua một bảng mạch, TCPB sẽ hấp thụ nhiệt và chuyển nhiệt lượng sang những nút kế tiếp. Quá trình này được gọi là hiệu ứng Peltier, và đây là cách các nút nhiệt làm giảm nhiệt lượng từ các mạch điện tử. Nó hoạt động như một máy bơm nhiệt dạng rắn có thêm chức năng quản lý nhiệt trên bề mặt chip. Các nút tản nhiệt hiện thời đang cao khoảng 20 μm, đường kính khoảng 238 μm. Dự kiến nút tản nhiệt ở thế hệ tiếp theo sẽ giảm độ cao xuống còn 10 μm.
điện tử, nhiệt
Va chạm điện và nhiệt được tích hợp.

10. Molybdenum Disulfide

Molybdenum Disulfide là một hợp chất vô cơ được sử dụng rộng rãi trong điện tử, đóng vai trò như chất bôi trơn dạng rắn nhờ bền bỉ và có độ ma sát thấp. Tương tự silicon, nó là chất bán dẫn nghịch từ có dải tần gián tiếp 1,23 eV.  Với kích thước dao động trong khoảng 1 - 100 micromet, Molybdenum Disulfide thường được sử dụng trong ngành sản xuất bóng bán dẫn, bộ tách sóng quang, động cơ hai thì và các khớp nối vạn năng.  Năm 2017, Molybdenum disulfide hai chiều được sử dụng để chế tạo bộ vi xử lý 1 bit chứa 115 bóng bán dẫn. Trước đây, nó cũng đã được dùng để tạo ra các bộ nhớ 3 đầu cuối. Trong những năm tới, hợp chất này có thể được xem là xương sống của tất cả các loại thiết bị điện tử.

9. Vải điện tử

Vải điện tử (hay còn gọi là vải thông minh) là loại vải được gắn các linh kiện kỹ thuật số và linh kiện điện tử nhằm phục vụ người mặc tốt hơn. Ứng dụng này còn được dùng trong nhiều lĩnh vực phong phú, chẳng hạn như công nghệ thiết kế nội thất. Công nghệ vải điện tử được xem như một cuộc cách mạng nhờ mang đến những chức năng mới mà vải thông thường không có, như: dẫn truyền năng lượng, giao tiếp, biến đổi và tăng trưởng. Trong tương lai, vải thông minh có thể được dùng để theo dõi sức khỏe, kiểm soát quân nhân và phi công, phục vụ thông tin liên lạc, sưởi ấm và thắp sáng...
điện tử, vải
Vải điện tử sẽ tạo nên những trang phục kỳ diệu.

8. Điện tử học spin

Spintronics (hay điện tử học spin) chỉ cơ chế tương tác giữa spin của các hạt electron và moment lưỡng cực trong môi trường chất rắn. Nó khác xa so với điện tử thông thường: cùng với trạng thái điện tích, spin của electron được sử dụng để tăng mức độ tự do. Điện tử học spin có thể được ứng dụng để lưu trữ và truyền đạt dữ liệu một cách hiệu quả, nhất là trong lĩnh vực điện toán mô phỏng não người và điện toán lượng tử. Công nghệ này cũng đang được ứng dụng trong lĩnh vực y tế (để phát hiện ung thư) và mang lại nhiều hứa hẹn cho ngành điện tử số.
điện tử, spin
Công nghệ Spintronics hứa hẹn mang đến nhiều ứng dụng hữu ích.

7. Hệ thống cơ điện tử nano

Hệ thống cơ điện tử nano tích hợp các phần tử điện tử có kích thước nano vào máy móc cơ khí để hình thành các cảm biến vật lý và hóa học. Đây là hình thức thu nhỏ của hệ thống vi cơ điện tử. Hệ thống này có những đặc tính đáng kinh ngạc, làm tiền đề cho nhiều ứng dụng khác nhau, từ máy cộng hưởng tần số siêu cao đến cảm biến hóa học và sinh học. Hệ thống cơ điện nano có những thuộc tính quan trọng sau:
  • Tần số cơ bản nằm trong dải sóng vi ba
  • Khối lượng hoạt động cho phép trong phạm vi femtogram
  • Độ nhạy khối lượng lên đến cấp độ attogram và subattogram
  • Độ chịu lực ở mức attonewton
  • Công suất tiêu thụ ở mức 10 aw
  • Mức độ tích hợp cực cao, đạt đến một nghìn tỷ phần tử trên mỗi cm vuông.

(Còn tiếp)

Tuyết Anh

Theo Rankred 

  Có thể bạn quan tâm: Phần 2

Nội dung khác

Tại sao Nhật Bản tụt hậu trong ngành sản xuất các bộ phận và linh kiện điện tử

Tại sao Nhật Bản tụt hậu trong ngành sản xuất các bộ phận và linh kiện điện tử Giá trị xuất khẩu...

Panasonic khai trương nhà máy sản xuất tại Bình Dương chuyên quạt trần và thiết bị chất lượng không khí trong nhà

Tập đoàn Panasonic thông báo rằng Công ty TNHH Hệ thống sinh thái Panasonic và Công ty TNHH Giải...