分子逻辑门

分子逻辑门是基于一个或多个物理或化学输入和单个输出进行逻辑运算的分子。该领域已经从基于单一化学或物理输入的简单逻辑系统发展到能够进行组合和顺序操作（例如算术操作，即分子化器和存储器存储算法）的分子。

在类似的设置中，以下所示的分子逻辑门展示了从氧化还原荧光开关到具有电化学开关的多输入逻辑门的发展。此两输入与逻辑门结合了叔胺质子受体和四硫富富烯氧化还原供体。这些基团在连接到蒽上时可以同时处理有关酸浓度和溶液氧化能力的信息。

分子顺序逻辑由D. Margulies等人举例说明，他们演示了一种分子键盘锁，类似于电子安全设备的处理能力，等效于并入多个相互连接的AND逻辑门。该分子模仿自动柜员机（ATM）的电子键盘。输出信号不仅取决于输入的组合，而且取决于输入的正确顺序：换句话说，必须输入正确的密码。该分子是使用pyr和荧光素荧光团设计的，该荧光团通过与Fe（III）结合的铁载体连接，溶液的酸性改变了荧光素荧光团的荧光特性。

该领域的进一步发展也可能会看到分子逻辑门在IT行业取代了半导体。这样的分子系统理论上可以克服半导体接近纳米尺寸时出现的问题。分子逻辑门比硅逻辑门具有更多的通用性，而且诸如叠加逻辑之类的现象不适用于半导体电子产品。诸如Avouris及其同事所展示的干式分子门由于其体积小，相似的基础设施和数据处理能力而被证明可以替代半导体器件。Avouris揭示了由一束碳纳米管组成的NOT逻辑门。纳米管在相邻区域被不同地掺杂，从而形成两个互补的场效应晶体管。

分子逻辑门可以像在席尔瓦的“原理证明”中看到的那样处理调制器，但是在同一分子上包含不同的逻辑门。此类功能称为集成逻辑，并以A. Coskun、EU Akkaya及其同事（如下所示）所示的基于BODIPY的半减法逻辑门为例。当在两个不同的波长565和660 nm处监视时，将在​​相应的波长处获得XOR和INHIBIT逻辑门。该化合物在THF中的光学研究显示，在565 nm处有一个吸收峰，在660 nm处有一个发射峰。添加酸会导致变色叔胺的质子化导致内部电荷转移，两个峰的峰 观察到的发射颜色为黄色。加入强碱后，酚羟基被去质子化，导致光诱导的电子转移，从而使分子失去发射性。在添加酸和碱后，观察到分子发射为红色，因为叔胺不会被质子化，而羟基仍会被质子化，从而导致PET和ICT都不存在。由于发射强度的巨大差异，该单分子能够进行算术运算；纳米级的减法。