新聞來源:《自然》雜志 飛鴿傳書
邏輯是現代計算機的核心。執行邏輯操作的元件是邏輯門。在一系列輸入的基礎上，邏輯門產生一個數字輸出。在電子計算機內部，邏輯門電路被印刷在硅片表面，它們的輸入和輸出是電壓。然而這些并不是形成邏輯電路的唯一方式。科學家們描述了一種將具有氧化還原活性的分子固定在玻璃表面所構成的化學邏輯門。

使用分子構建邏輯門的嘗試開始于大約15年前，到現在可以說已經有了初步的發展。盡管電子邏輯電路已經取得了巨大成功，分子邏輯門仍然有其潛在的優勢--不僅僅因為它們在更小的空間尺度上進行操作。分子邏輯門使用化合物濃度作為輸入，生成一種特定的化合物，通常伴隨著顏色改變或類似的容易進行識別的屬性作為輸出。到目前為止，大多數獲得成功的分子邏輯門例子都是在溶液中實現，但如果能將活性邏輯分子鋪展在固體表面上則可以帶來許多好處。例如，只需要少量的材料，并且邏輯門可以容易的回收與重用，極大的減少了我們的工作量。

他們使用包含金屬鋨或釕的有機分子構建邏輯門，將這些分子固定在玻璃表面形成一個單分子層。結合在有機化合物上的金屬處于兩種氧化狀態中的一種，這個狀態提供了分子邏輯門的輸出。在一定的條件下，使用適當的氧化劑或還原劑處理固定在玻璃表面的復合物，可以將金屬從一個氧化狀態轉化到另一個氧化狀態。不同的氧化狀態具有不同的顏色。包含還原形式鋨（Os2+）的復合物在516nm波長時比包含氧化形式（Os3+）的復合物具有更強的吸光性，而在317nm波長時情況則相反。通過測量一定波長下的吸光強度可以鑒定邏輯門的氧化狀態，從而提供設備的輸出信息。

特定的氧化還原反應物和溶劑高或者低的濃度可以作為設備的輸入。例如存在銀離子和二氯甲烷溶劑的情況下，包含鋨的分子將轉化為氧化形式而在317nm波長處具有強的吸光性。不存在銀離子或換一種不同的溶劑（如酒精）的情況下，鋨將保持在起始的還原狀態，在317nm波長處具有弱的光吸收。用數學術語來描述的話這是一個二輸入的“AND”門。存在或不存在銀和二氯甲烷是兩個輸入（存在為1，不存在為0），317nm波長處的吸光強度為輸出（1為高吸收，0為低吸收）。

更多信息請參考： http://www.nature.com/nature/journal/v454/n7203/full/454417a.html 《Molecular computing:?A layer of logic》

總結

以上是生活随笔為你收集整理的分子计算:逻辑层的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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