پیوند نانو با مواد فوق پایدار برای خلق حافظه ای ماندگار
ثبت رسمی کوچک ترین کیوآرکد جهان در گینس
بی بی سرور: محققان دانشگاه فناوری وین با همکاری یک شرکت فعال در عرصه 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 ثبت گردید، بلکه چشم اندازی تازه برای ذخیره سازی پایدار داده ها در مقیاس قرن ها گشود.
به گزارش بی بی سرور به نقل از ایسنا، این پرسش که «یک کیوآرکد تا چه اندازه می تواند کوچک باشد؟» حال 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 نیز کوچک تر است. این موفقیت بتازگی 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 به هیچ عنوان دیده نمی شود و تنها با استفاده از میکروسکوپ الکترونی میتوان آنرا مشاهده و خوانش کرد. در عین حال، اهمیت این موفقیت فقط 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.
سامانه های متداول ذخیره سازی مغناطیسی یا الکترونیکی، اغلب عمر محدودی دارند و داده ها را فقط برای 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 اعلام نمود: 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؛ برای اینکه در مقیاس اتمی نیز میتوان الگوهایی ایجاد کرد، اما پایداری و قابلیت خوانش مکرر، چالش اصلی به حساب می آید. 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 خیلی کوچک اما پایدار و قابل خواندن در دفعات گوناگون است؛ ساختاری که نه تنها ظریف، بلکه در مقابل گذر زمان مقاوم است.
کلید موفقیت این پروژه در انتخاب ماده مناسب نهفته است. اروین پک و بالینت هاجاس، از اعضاء اصلی تیم، توضیح دادند که تمرکز پژوهش آنها بر لایه های نازک سرامیکی است؛ موادی که برای پوشش ابزارهای برش با کارآیی بالا استفاده می شوند و باید در شرایطی خیلی مشکل و دماهای بالا، پایداری خودرا حفظ کنند. همین خاصیت ها این مواد را به گزینه ای ایده آل برای ذخیره سازی داده بدل کرده است.
محققان با بهره گیری 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. به این دلیل، 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 میتوان بیشتر از دو ترابایت داده ذخیره کرد؛ آن هم بدون احتیاج به تامین انرژی مداوم یا سامانه 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 احتیاجی به انرژی ندارند.
الکساندر کیرن باوئر از اعضاء تیم پژوهشی تاکید کرد که بشر در عصر اطلاعات زندگی می کند، اما دانش خودرا بر بسترهایی ذخیره می کند که عمرشان شگفت آور کوتاه است. در مقابل، تمدن های باستانی دانش خودرا بر سنگ حک می کردند و همان نوشته ها بعد از هزاران سال بازهم 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 پروسه خوانش آن با میکروسکوپ الکترونی، با حضور شاهدان انجام شد و دانشگاه وین به عنوان نهاد مستقل، صحت آنرا تأیید کرد. همین طور 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 شروع راه است. آنها قصد دارند از مواد دیگر نیز 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 چارچوب های داده ای پیچیده تر از یک کیوآرکد ساده در لایه های نازک سرامیکی است؛ آن هم بگونه ای سریع، مقاوم و کم مصرف. این موفقیت می تواند قدمی عملی به سمت آینده ای سازگارتر با اقلیم باشد؛ آینده ای که در آن، اطلاعات بشر نه تنها امن و ماندگار، بلکه با کمترین مصرف انرژی ذخیره می شود.
منبع: بی بی سرور
مطلب را می پسندید؟
(0)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان بی بی سرور در مورد این مطلب