Um estudo desenvolvido por pesquisadores do Grupo de Polímeros “Professor Bernhard Gross”, do Instituto de Física de São Carlos (IFSC) da USP, em parceria com a Durham University, no Reino Unido, visa construir e miniaturizar dispositivos para processamento de informações, a partir de um algoritmo evolutivo que interage com compostos à base de nanotubos de carbono dispersos em polímeros ou cristais líquidos. A técnica permitirá, por exemplo, desenvolver novos circuitos eletrônicos sem a reprodução dos seus componentes discretos (transistores).

Esse trabalho complementa uma linha de pesquisa que surgiu através da Nascence, uma rede de pesquisa em computação não-convencional nascida na União Européia, que engloba algumas instituições de ensino superior e de pesquisa daquele continente, objetivando modelar, compreender e explorar o comportamento da evolução de nanosistemas para construção de dispositivos de processamento de informação sem a necessidade de reproduzir componentes individuais.

Diogo Volpati, pesquisador do IFSC, explica que, no referido estudo, os nanotubos de carbono são dispersos em matrizes poliméricas ou de cristais líquidos, originando um compósito com características que os tornam capazes de realizar algumas tarefas computacionais. Para desempenhar as citadas tarefas, os nanotubos são “treinados” através de estímulos elétricos aplicados no compósito por um algoritmo computacional evolutivo, que modificam as propriedades dos materiais.

Algoritmo evolutivo
"Ao mesmo tempo em que eu altero as propriedades dos nanotubos aplicando estímulos elétricos em suas diferentes regiões de acordo com um algoritmo evolutivo, outro programa de computador executa uma determinada tarefa computacional através da rede de nanotubos. Só encerro o algoritmo evolutivo quando os nanotubos estiverem ‘treinados’, permitindo que o compósito execute a tarefa computacional designada”, explica ele.

O trabalho teve início em 2014,durante a realização do pós-doutorado do Diogo na Durham University (UK), com o professor Mike Petty, coordenador da School of Engineering and Computing Sciences, da instituição britânica. “Eu e o professor Mike trabalhamos no projeto da Nascence buscando e fornecendo novos materiais para serem testados pelos colaboradores europeus da área de ciências da computação”, explica Volpati.

A próxima fase desse estudo é criar um circuito elétrico real, porém, substituindo o polímero por cristais líquidos, uma vez que esses materiais habilitam os movimentos dos nanotubos de carbono dispersos na rede de cristais líquidos. "Nosso principal objetivo é modificar as propriedades locais do meu material alterando a orientação espacial inicial dos nanotubos, para que ele execute as tarefas computacionais", ressalta.

Esse trabalho fortalece o desenvolvimento de pesquisas na área de fronteira entre a Física da Matéria Condensada e da Ciência da Computação, uma vez que materiais, como nanotubos, podem ser “treinados” com algoritmos evolutivos para executar tarefas computacionais. Em abril deste ano, dois artigos referentes ao citado estudo foram publicados no Journal Of Applied Physics.

Mais informações:
Tel.: (16) 3373-9770

Por Assessoria de Comunicação do IFSC