การผูกลูกคาร์บอนกลวงเข้ากับโครงตาข่ายรูปเพชรจะทำ บาคาร่า ให้ได้วงจรไฟฟ้าที่มีประโยชน์ โมเลกุลสังเคราะห์ใหม่นี้ประกอบด้วยบัคกี้บอล ซึ่งเป็นชุดอะตอมของคาร์บอน 60 อะตอมที่ถูกผูกมัดซึ่งมีรูปร่างเหมือนลูกฟุตบอล ผูกมัดกับไดอามันเทน การจัดเรียงของคาร์บอนและไฮโดรเจนในรูปทรงกรงที่คล้ายกับเพชร นักวิจัยรายงาน ว่าการสร้างที่เรียกว่า buckydiamondoid ช่วยให้กระแสไฟฟ้าไหลไปในทิศทางเดียวเท่านั้น นักวิจัยรายงาน เมื่อวันที่ 9 กันยายนใน Nature Communications
จนถึงจุดหนึ่งตามเส้นทางของพวกมัน
อิเล็กตรอนต้องยืมพลังงานบางส่วนนั้นสั้น ๆ เพื่อทำให้เกิดการกระแทกขนาดเล็ก ซึ่งไม่ใช่เรื่องใหญ่ตราบเท่าที่พวกมันให้กลับเมื่อกลิ้งลงมาที่กระแทก แต่ปีศาจที่อยู่ในรูปอุปกรณ์ควบคุมการประจุ กำลังเฝ้าจับตาดูสิ่งกีดขวางนั้น เมื่อใดก็ตามที่อิเล็กตรอนปรับขนาดการกระแทก ปีศาจก็แนะนำประจุที่เปลี่ยนการกระแทกให้เป็นหลุม อิเล็กตรอนจึงต้องใช้พลังงานมากขึ้นเพื่อหนีออกจากรู เมื่ออิเล็กตรอนจากไป ปีศาจก็นำการชนของอิเล็กตรอนตัวต่อไปกลับมา ผลสะสมของอิเล็กตรอนที่เอาชนะสิ่งกีดขวางที่สร้างโดยปีศาจได้ระบายความร้อนออกจากสิ่งแวดล้อม ส่งผลให้อุณหภูมิลดลงและเอนโทรปีต่ำลง นักวิทยาศาสตร์ที่ไม่มีความรู้เกี่ยวกับการทดลองจะต้องตกใจเมื่อพบว่าระบบดูเหมือนจะละเมิดกฎข้อที่สอง
แต่ไม่จำเป็นต้องเขียนตำราใหม่ เพราะปีศาจของ Koski ต้องจ่ายราคา นักวิจัยพบว่าในขณะที่ปีศาจหลอกด้วยอิเล็กตรอน มันร้อนขึ้น อันที่จริง มันอุ่นขึ้นมากจนเอนโทรปีทั้งหมดของระบบและปีศาจเพิ่มขึ้น ความร้อนเป็นผลพลอยได้จากการที่ปีศาจไม่สามารถเก็บข้อมูลเกี่ยวกับระบบที่มันเฝ้าติดตาม ต่างจากการสังเกตและการบันทึก การลบข้อมูลต้องใช้พลังงานเสมอ ซึ่งเป็นหลักการที่นักฟิสิกส์ Rolf Landauer พูดครั้งแรกในปี 1961 เนื่องจากปีศาจของ Koski สามารถจับตาดูอิเล็กตรอนได้ครั้งละหนึ่งตัวเท่านั้น มันจึงต้องละทิ้งความรู้เกี่ยวกับอิเล็กตรอนในอดีตไป — กระบวนการเพิ่มเอนโทรปีที่มากกว่าการชดเชยเอนโทรปีที่ระบบสูญเสียไป “ปีศาจต้องร้อนขึ้นมากกว่าที่ระบบจะเย็นลง” Koski กล่าว
นักฟิสิกส์บางคนกล่าวว่าในขณะที่การทดลองนี้น่าสนใจ พวกเขาไม่เชื่อว่าการทดลองนี้จะรวบรวมแก่นแท้ของแนวคิดปีศาจดั้งเดิมของแมกซ์เวลล์ อย่างไรก็ตาม อุปกรณ์ที่คล้ายกับปีศาจของ Koski สามารถพิสูจน์ได้ว่ามีประโยชน์ในการระบายความร้อนให้กับอุปกรณ์ขนาดนาโน แม้ว่าจะต้องปฏิบัติตามกฎก็ตาม
อยู่มาวันหนึ่ง ผิวหนังอิเล็กทรอนิกส์ดังกล่าวสามารถปกปิดแขนขาเทียมและเสียบเข้ากับเซลล์ประสาทของผู้คนได้โดยตรง เขากล่าว เพื่อให้ผู้คนรู้ว่าพวกเขากำลังสัมผัสบางสิ่งที่ร้อนหรือหยาบหรือแหลมเหมือนผิวหนังจริงหรือไม่ ผิวหนังเทียมยังสามารถเป็นพื้นฐานสำหรับอุปกรณ์ทางการแพทย์ที่สวมใส่ได้
ในช่วงหลายปีที่ผ่านมา นักวิทยาศาสตร์ได้คิดค้นองค์ประกอบของผิวหนังอิเล็กทรอนิกส์หลายประเภท ตั้งแต่วัสดุที่อ่อนนุ่มต่างๆ ไปจนถึงเซนเซอร์ชนิดใหม่ เฉิงกล่าว เซ็นเซอร์บางตัวสามารถจดจำสิ่งเร้าได้มากกว่าหนึ่งประเภท แต่ต้องอยู่ภายใต้สภาวะที่เหมาะสมเท่านั้น E-skins ยังคง “ห่างไกลจากความสามารถที่ผิวหนังมนุษย์มี” เขากล่าว – แต่งานใหม่นี้ทำให้เทคโนโลยีใกล้ชิดยิ่งขึ้น
Ko และเพื่อนร่วมงานได้ออกแบบ e-skin ของพวกเขาเพื่อตรวจจับสัญญาณหลายประเภทโดยเลียนแบบผิวที่บอบบางของปลายนิ้วมนุษย์ นักวิจัยได้วางแผ่นฟิล์มที่อ่อนนุ่มไว้บนแผ่นพลาสติกและกราฟีนที่เป็นหลุมเป็นบ่อ เกี่ยวกับความหนาของ Saran Wrap สองสามชั้น การสัมผัสอิเล็กโทรดที่ถูกกดบนผิวอิเล็กโทรดบนแผ่นที่เป็นหลุมเป็นบ่อเข้าด้วยกันทำให้กระแสไหลผ่านอุปกรณ์ซึ่งเชื่อมต่อกับเครื่องที่วัดสัญญาณไฟฟ้า ปริมาณกระแสขึ้นอยู่กับว่ากระแทกกันมากน้อยเพียงใด ทำให้นักวิจัยมีวิธีการวัดความดันที่ละเอียดอ่อน
การให้ความร้อนแก่ e-skin ยังสร้างกระแสอีกด้วย
ซึ่งแสดงให้เห็นว่ามันสามารถรับรู้อุณหภูมิได้เช่นกัน แถบ e-skin ที่วางอยู่บนข้อมือของบุคคล ช่วยให้นักวิจัยสามารถวัดอุณหภูมิของผิวหนังและความดันโลหิตได้พร้อมกัน สันของผิวหนังอิเล็กทรอนิกส์ช่วยตรวจจับพื้นผิว เมื่อนักวิจัยถลกหนังผ่านกระจกหรือกระดาษทราย สันเขาสั่นสะเทือนในรูปแบบต่างๆ ที่เซนเซอร์ของผิวหนังตรวจพบได้ คลื่นเสียงยังทำให้ e-skin สั่นอีกด้วย ดังนั้นมันจึง “ได้ยิน” เสียงจากผู้พูดที่กำลังเล่นการบรรยายวิชาฟิสิกส์ที่มีชื่อเสียงของ Richard Feynman (“There’s Plenty of Room at the Bottom”) อีสกินแปลงคำพูดของเขาเป็นสัญญาณไฟฟ้า และส่งพวกเขาไปยังเครื่องจักรที่ช่วยให้นักวิจัยตัดสินว่า e-skin รับรู้เสียงได้ดีเพียงใด
Ko กล่าวว่าทำงานได้ดีกว่าไมโครโฟนของ iPhone เฉิงคิดว่า e-skin สามารถใช้ในเครื่องช่วยฟังแบบสวมใส่ได้ เขากล่าวว่าอุปกรณ์ที่อ่อนนุ่มนั้นต่างจากเครื่องช่วยทั่วไปเพราะพวกมันหล่อเลี้ยงผิวหนังมนุษย์
“ระบบไม่สามารถเก็บค่าของคุณสมบัติที่แท้จริงสำหรับลำดับการวัดที่เป็นไปได้ทั้งหมดที่ผู้สังเกตสามารถทำได้” Cabello จากมหาวิทยาลัย Seville ในสเปนและเพื่อนร่วมงานจากจีน เยอรมนี สวีเดน และอังกฤษ เขียน “นี่หมายความว่าระบบต้องสร้างค่าใหม่และเก็บไว้ในหน่วยความจำ ด้วยเหตุผลดังกล่าว ระบบจำเป็นต้องลบข้อมูลที่มีอยู่ก่อนหน้านี้บางส่วน”
และการลบเป็นจุดที่หลักการของ Landauer เข้ามาในภาพ Landauer ทำงานในบริษัท IBM มาอย่างยาวนานเป็นผู้บุกเบิกในการสำรวจฟิสิกส์ของการคำนวณ เขาสนใจเป็นพิเศษในการทำความเข้าใจขีดจำกัดทางกายภาพขั้นสูงสุดของประสิทธิภาพการคำนวณ มากในลักษณะที่นักฟิสิกส์ในศตวรรษที่ 19 ได้ตรวจสอบหลักการที่ควบคุมประสิทธิภาพของเครื่องยนต์ไอน้ำ กระบวนการคำนวณใดๆ ก็ตาม Landauer แสดงให้เห็นว่าสามารถดำเนินการได้โดยไม่ต้องใช้พลังงานหากดำเนินการอย่างระมัดระวังและช้าเพียงพอ (หรืออย่างน้อยก็ไม่มีขีดจำกัดต่ำสุดว่าคุณต้องการพลังงานเท่าไร) แต่การลบข้อมูลเล็กน้อย Landauer แสดงให้เห็นในเอกสารปี 1961 ว่าต้องใช้พลังงานในปริมาณที่น้อยที่สุดเสมอ ซึ่งจะทำให้ความร้อนเหลือทิ้งทิ้งไปในสิ่งแวดล้อม บาคาร่า / ลายสัก
