پیوند نانو با مواد فوق پایدار برای خلق حافظه ای ماندگار
ثبت رسمی کوچک ترین کیوآرکد جهان در گینس
به گزارش گوپا، محققان دانشگاه فناوری وین با همکاری یک شرکت فعال در حوزه ذخیره سازی داده، به موفقیت رسیدند کیوآرکدی بسازند که تنها با میکروسکوپ الکترونی قابل مشاهده است؛ رکوردی اعجاب انگیز که نه تنها در کتاب رکوردهای جهانی گینس به ثبت رسید، بلکه چشم اندازی تازه برای ذخیره سازی پایدار داده ها در مقیاس قرن ها گشود.
به گزارش گوپا به نقل از ایسنا، این پرسش که «یک کیوآرکد تا چه اندازه می تواند کوچک باشد؟» حالا پاسخی قطعی یافته است. تیمی از محققان دانشگاه صنعتی وین (TU Wien) با همکاری شرکت سرابایت (Cerabyte) به موفقیت رسیدند کوچک ترین کیوآرکد جهان را تولید کنند؛ ساختاری که تنها ۱.۹۸ میکرومتر مربع مساحت دارد و از خیلی از باکتری ها هم کوچک تر است. این موفقیت اخیرا از جانب کتاب رکوردهای جهانی گینس (Guinness World Records) تأیید و به صورت رسمی ثبت شده است.
این کیوآرکد آن چنان ظریف و ریزمقیاس است که با میکروسکوپ های نوری بهیچ وجه دیده نمی شود و تنها با استفاده از میکروسکوپ الکترونی می توان آنرا مشاهده و خوانش کرد. در عین حال، اهمیت این موفقیت صرفا در شکستن یک رکورد جهانی خلاصه نمی شود؛ بلکه فناوری به کاررفته در ساخت آن، ظرفیتهای گسترده ای برای ذخیره سازی بلند مدت داده ها فراهم می آورد.
سیستم های متداول ذخیره سازی مغناطیسی یا الکترونیکی، اغلب عمر محدودی دارند و داده ها را فقط جهت چند سال حفظ می کنند. در مقابل، اگر اطلاعات به شکل بیت به بیت در مواد سرامیکی حک شوند، می توانند برای قرن ها و حتی هزاره ها پایدار بمانند. این همان نگاهی است که تیم پژوهشی وین دنبال کرده است: پیوند فناوری نانو با مواد فوق پایدار برای خلق حافظه ای ماندگار.
پروفسور پاول مایرهوفر از مؤسسه علم و فناوری مواد این دانشگاه اظهار کرد: ساختار ایجادشده چنان ظریف است که اصولا در گستره نور مرئی قابل تشخیص نیست. در عین حال، او تاکید کرد که کوچک بودن به تنهایی کافی نیست؛ چونکه در مقیاس اتمی هم می توان الگوهایی ایجاد کرد، اما پایداری و قابلیت خوانش مکرر، چالش اصلی محسوب می شود. اتم ها می توانند جابه جا شوند، در فضاهای خالی نفوذ کنند و در نهایت اطلاعات ذخیره شده را از میان ببرند.
به قول این پژوهشگر، تفاوت بنیادین کار آنها در ایجاد ساختاری بسیار کوچک اما پایدار و قابل خواندن در دفعات مختلف است؛ ساختاری که نه فقط ظریف، بلکه در مقابل گذر زمان مقاوم است.
کلید موفقیت این پروژه در انتخاب ماده مناسب نهفته است. اروین پک و بالینت هاجاس، از اعضای اصلی تیم، توضیح دادند که تمرکز پژوهش آنها بر لایه های نازک سرامیکی است؛ موادی که برای پوشش ابزارهای برش با کارآمدی بالا استفاده می شوند و باید در شرایطی خیلی سخت و دماهای بالا، پایداری خویش را حفظ کنند. همین خصوصیت ها این مواد را به گزینه ای ایده آل برای ذخیره سازی داده بدل کرده است.
محققان با استفاده از پرتوهای یونی متمرکز، کیوآرکد را درون یک لایه نازک سرامیکی حک کردند. اندازه هر پیکسل این کد تنها ۴۹ نانومتر است؛ یعنی حدود ۱۰ برابر کوچک تر از طول موج نور مرئی. از ین جهت، جزئیات آن با نور معمولی قابل تفکیک نیست؛ همان گونه که نمی توان با کفی ضخیم پای یک فیل، برجستگی های خط بریل را لمس کرد. اما زیر میکروسکوپ الکترونی، این کد به صورت کامل و قابل اعتماد خوانده شد.
چگالی ذخیره سازی این شیوه چشم گیر است. بر سطحی معادل یک برگ کاغذ A۴ می توان بیشتر از دو ترابایت داده ذخیره کرد؛ آن هم بدون نیاز به تأمین انرژی مداوم یا سیستم های خنک کننده. بر خلاف مراکز داده امروزی که مصرف عظیم برق دارند و سهم قابل توجهی در انتشار دی اکسیدکربن ایفا می کنند، این حامل های سرامیکی بعد از نگارش داده، برای حفظ اطلاعات نیاز به انرژی ندارند.
الکساندر کیرن باوئر از اعضای تیم پژوهشی تاکید کرد که بشر در عصر اطلاعات زندگی می کند، اما دانش خویش را بر بسترهایی ذخیره می کند که عمرشان شگفت آور کوتاه است. در مقابل، تمدن های باستانی دانش خویش را بر سنگ حک می کردند و همان نوشته ها بعد از هزاران سال همچنان خواندنی است. به قول او، رسانه های ذخیره سازی سرامیکی نگاهی مشابه را دنبال می کنند: ثبت اطلاعات در مواد پایدار و خنثی که گذر زمان را تاب می آورند.
رکورد جهانی این کیوآرکد، همراه با فرآیند خوانش آن با میکروسکوپ الکترونی، با حضور شاهدان انجام شد و دانشگاه وین بعنوان نهاد مستقل، صحت آنرا تأیید کرد. همینطور مرکز میکروسکوپ الکترونی USTEM این دانشگاه امکانات فنی پیشرفته را برای این آزمایش فراهم آورد. کیوآرکد تازه ثبت شده تنها ۳۷ درصد اندازه رکورددار پیشین است.
محققان اعلام نموده اند این موفقیت تنها آغاز راه است. آنها قصد دارند از مواد دیگر هم بهره بگیرند، سرعت نگارش داده را بالا برند و فرایندهای تولید مقیاس پذیر طراحی نمایند تا ذخیره سازی سرامیکی از لابراتوار ها به صنعت راه یابد. افزون بر این، هدف بعدی، نگارش ساختارهای داده ای پیچیده تر از یک کیوآرکد ساده در لایه های نازک سرامیکی است؛ آن هم به شکلی سریع، مقاوم و کم مصرف. این موفقیت می تواند گامی عملی به سمت آینده ای سازگارتر با اقلیم باشد؛ آینده ای که در آن، اطلاعات بشر نه فقط امن و ماندگار، بلکه با کمترین مصرف انرژی ذخیره می شود.
خلاصه اینکه به گزارش گوپا به نقل از ایسنا، این پرسش که یک کیوآرکد تا چه اندازه می تواند کوچک باشد؟ در مقابل، اگر اطلاعات به صورت بیت به بیت در مواد سرامیکی حک شوند، می توانند برای قرن ها و حتی هزاره ها پایدار بمانند. کلید موفقیت این پروژه در انتخاب ماده مناسب نهفته است.
منبع: گوپا
این مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب