Углерод является одним из самых распространенных химических элементов на нашей планете. Более того, углерод — это основа нашего существования, ведь мы, по-факту, являемся углеродными формами жизни. Так как уникальная химическая структура углерода позволяет ему легко связываться с другими атомами для образования молекул и тем самым участвовать в важнейших биохимических процессах.

Однако углероду находится много применений и за пределами биологии. Например, в радиоэлектронике. И мы сейчас говорим не про широко известный графен. Совсем недавно группа исследователей из США смогла создать абсолютно новую и не встречавшуюся до этого форму углерода. И это первый шаг на пути к созданию искусственного мозга.

Как выглядит новая форма углерода

Новая форма, на самом деле, не совсем новая. Речь идет о молекуле циклокарбона — это углеродное соединение, состоящее из 18 атомов углерода, которое способно сформировать идеальное кольцо. О ее существовании ученые знали и раньше и даже синтезировали ее в лаборатории. Только с ней было две проблемы: первая — молекула циклокарбона могла существовать лишь в газообразном состоянии, и вторая — молекула была нестабильной и невероятно быстро распадалась. Но, как сообщает редакция журнала Science, объединенной команде ученых из IBM Research и Оксфордского Университета удалось впервые синтезировать твердую и стабильную форму циклокарбона.

Как создали новую форму углерода

Первоначально команда хотела «собрать» циклокарбон атом за атомом и потратила на разработку такого подхода несколько лет. Поэтому было решено пойти другим путем. Для начала исследователи взяли кольцевую молекулу, состоящую из 24 атомов углерода, связанных с 6 атомами кислорода. Эту молекулу поместили на медную подложку, которую охладили до температуры, которая была всего на несколько градусов выше абсолютного нуля (-273 градуса по Цельсию).

Это воздействие заставило исходную молекулу испускать атомы оксида углерода (то есть соединения углерода и кислорода). А так как атомов кислорода было всего 6, то и молекула смогла «потерять» 6 атомов углерода. В итоге осталось 18 атомов углерода, которые сформировали идеальное кольцо.

Процесс формирования молекулы циклокарбона

Зачем нужна новая форма углерода?

Из-за высокой химической активности полученного циклокарбона ученые все еще думают, что с ним делать, но команда признает, что она находятся лишь в начале своего пути и применений новому соединению, на самом деле, может быть великое множество.

В какой-то момент мы поняли, что могли бы управлять такими реакциями и создавать еще более сложные молекулярные структуры по своему желанию, — говорит один из авторов работы Катарина Кайзер, работник лаборатории IBM Research.

Это означает, что, хотя циклокарбон сам по себе реактивен, он может быть строительным блоком для более сложных структур. Химики могли бы построить новые углеродные цепи на молекулярном уровне. В конце концов, атомарно тонкий углерод уже существует в таких формах, как уже упомянутый графен, который имеет невероятный потенциал при разработке электроники. А с новой структурой потенциал станет еще больше.

Конечно, сейчас слишком рано что-то говорить, но теоретически электронные устройства, построенные на основе циклокарбона, смогут передавать электроны с просто невиданной и недоступной сегодня скоростью, — заявляет научный сотрудник IBM Лео Гросс.

Это открывает просто огромный потенциал для создания крайне сложных и быстрых нейронных сетей и даже для создания искусственного мозга. Большинство нейронных сетей сегодня — это лишь модели физических нейронных сетей, опирающиеся на ряд алгоритмов. Но исследователи считают, что они могли бы использовать циклокарбон и его свойства его для моделирования работы нейронов. А это уже начало для создания искусственного интеллекта. Причем именно искусственного интеллекта в привычном нам понимании. С сознанием и самостоятельностью в принятии решений.