Chit: A primeira célula de memória química

Redação do Site Inovação Tecnológica 

A célula de memória química é formada por um arranjo simples de três gotículas, cujo contato mútuo produz reações químicas oscilatórias. [Imagem: IPC PAS/Grzegorz Krzyzewski]

Chit: um bit químico

Em um mundo mergulhado em dados e sedento por velocidade de processamento, uma nova unidade de armazenamento acaba de se juntar à família dos bits, trits e qubits.

O novo membro da família é o chit (chemical bit), uma unidade química de armazenamento de dados que acaba de ser demonstrada por Konrad Gizynski e Jerzy Goreckia, da Academia Polonesa de Ciências de Varsóvia.

Reação oscilatória

A unidade de armazenamento química é formada por um arranjo simples de três gotículas, cujo contato mútuo produz reações químicas oscilatórias. O dado é guardado conforme as reações se propagam de forma cíclica, sustentada e de um modo totalmente previsível.

A reação fundamental é bem conhecida dos químicos, a reação de Belousov-Zhabotinsky, uma reação oscilatória na qual, quando um ciclo termina, os reagentes necessários para começar o próximo ciclo são reconstituídos na própria solução - é o mesmo princípio usado recentemente na demonstração de um processador químico experimental.

Tipicamente essas reações perduram por centenas de ciclos e são acompanhadas por uma mudança regular na cor da solução, causada pela ferroína, o catalisador da reação. O segundo catalisador utilizado pelos pesquisadores poloneses foi o rutênio, que fez com que a reação Belousov-Zhabotinsky se tornasse fotossensível: quando a solução é iluminada por luz azul, ela é desligada, deixando de oscilar.

"Nós podemos então associar uma sequência de excitações com o valor lógico 0, outra com 1, e alternar entre elas, ou seja, para forçar uma mudança particular no estado da memória nós usamos luz," explicou o professor Gorecki, explicando o mecanismo que torna possível gravar e apagar o dado no chit.

Esquema do experimento para demonstração do bit químico. [Imagem: Gizynski/Goreckia - 10.1039/c6cp07492h]

Melhor que o bit

"Na verdade, nosso bit químico tem um potencial ligeiramente maior do que o bit clássico. Os modos de rotação que usamos para registrar os estados 0 e 1 têm os períodos de oscilação mais curtos de 18,7 e 19,5 segundos, respectivamente. Portanto, se o sistema oscilar mais lentamente, poderíamos falar de um terceiro estado lógico adicional," disse Gizynski.

Isto, contudo, não equipara o chit ao trit, porque esse terceiro estado seria mais apropriadamente usado para correção de erros nos dois outros, e não para armazenar um novo dado.

É um primeiro passo rumo a uma nova plataforma para um computador químico - os mais puristas dirão que, para que um computador seja inteiramente químico, será necessário desenvolver métodos químicos adicionais, já que ler o conteúdo do chit ainda exige um método físico, pela detecção da cor emitida pela solução.

Bibliografia:

Chemical memory with states coded in light controlled oscillations of interacting Belousov-Zhabotinsky droplets
Konrad Gizynski, Jerzy Goreckia
Physical Chemistry Chemical Physics
Vol.: 19, 6519-6531
DOI: 10.1039/c6cp07492h