Un nuovo polimero può archiviare dati in rientranze su scala nanometrica, offrendo una maggiore densità di archiviazione e una migliore sostenibilità essendo rapidamente cancellabile e riutilizzabile
I big data e l’intelligenza artificiale stanno guidando la crescente domanda di storage di dati ad alta densità. L'archiviazione dei dati basata su sonde, come l'archiviazione meccanica utilizzando la punta di un microscopio a forza atomica, è una potenziale soluzione con densità di archiviazione superiori ai dischi rigidi. Tuttavia, il supporto di memorizzazione deve essere modificabile su scala nanometrica. Sebbene i polimeri siano mezzi di memorizzazione promettenti, devono affrontare sfide legate alla sintesi, all’eliminazione delle temperature e alla stabilità.
Ora gli scienziati hanno sviluppato un nuovo materiale per l'archiviazione di dati ad alta densità che può essere cancellato e riciclato in modo più efficiente e sostenibile, offrendo in futuro una potenziale alternativa ai dischi rigidi, alle unità a stato solido e alle memorie flash. Questo nuovo polimero a basso costo implementa una particolare proprietà di memorizzazione dei dati, creando un codice minuscolo in schemi le cui grandezze sono misurabili in nanometri, il che promette di memorizzare più dati rispetto ai tipici dischi rigidi.
Il gruppo di ricerca del Chalker Lab è composto dal professore di chimica Justin Chalker della Flinders University, dal dottor Abigail Mann, dal dottor Samuel Tonkin, dal dottor Christopher Gibson e dal dottor Pankaj Sharma del Flinders University Institute for Nanoscale Science and Technology.
Il nuovo polimero Chalker Lab della Flinders University, le cui informazioni possono essere cancellate in pochi secondi tramite brevi scariche di calore e riutilizzate più volte, è descritto in un importante articolo pubblicato sulla prestigiosa rivista internazionale Advanced Science (1).
«Questa ricerca sblocca il potenziale per l'utilizzo di polisolfuri semplici e rinnovabili nell'archiviazione meccanica dei dati basata su sonde, offrendo una potenziale alternativa a basso consumo energetico, maggiore densità e più sostenibile alle tecnologie attuali», afferma la prima autrice e candidata al dottorato Abigail Mann, del College of Science and Engineering presso la Flinders University.
Realizzate con materiali a basso costo, zolfo e diciclopentadiene, le impronte sono state realizzate e lette dai ricercatori utilizzando un microscopio a forza atomica e uno strumento a sonda a scansione.
L'autore principale, il professor Justin Chalker (2), afferma che questo sviluppo è l'ultimo esempio di polimeri di nuova generazione in grado di fare la differenza in un'ampia gamma di settori. Egli racconta: «L'era dei big data e dell'intelligenza artificiale sta aumentando sempre di più la domanda di soluzioni di archiviazione dei dati. L'era dei big data e dell'intelligenza artificiale sta aumentando sempre di più la domanda di soluzioni di archiviazione dei dati. Sono necessarie nuove soluzioni per soddisfare le crescenti esigenze di elaborazione e archiviazione dei dati dell'era dell'informazione. Si stanno cercando alternative ai dischi rigidi, alle unità a stato solido e alla memoria flash che sono vincolati dai limiti di densità dei dati, ovvero dalla quantità di informazioni che possono memorizzare in un'area o in un volume particolare».
Utilizzando questo metodo, il team di chimica dei polimeri della Flinders University ha dimostrato densità di archiviazione dati superiori a quelle dei normali dischi rigidi.
Il metodo della chimica dei polimeri ha consentito di ripetere più volte la scrittura, la lettura e la cancellazione dei dati, il che è importante nell'informatica e nell'archiviazione dei dati.
Il concetto di archiviazione dei dati come intagli sulla superficie dei materiali è stato esplorato in precedenza da giganti dell'informatica come IBM, LG Electronics e Intel. Mentre questa strategia di archiviazione meccanica dei dati ha fornito alcune dimostrazioni e innovazioni molto promettenti nell'archiviazione, i requisiti energetici, i costi e le complessità dei materiali di archiviazione dei dati sono alcune delle barriere alla commercializzazione della tecnologia.
I ricercatori senior, il dottor Pankaj Sharma (3) e il dottor Christopher Gibson (4), affermano che il polimero di Flinders affronta queste sfide grazie alla sua esclusiva struttura fisica, che consente alla forza meccanica di codificare i dati tramite un'indentatura, e a una struttura chimica che consente una rapida riorganizzazione del polimero tramite riscaldamento, per cancellare tale indentatura.
«Il basso costo dei componenti fondamentali (zolfo e diciclopentadiene) è una caratteristica interessante che può supportare lo sviluppo futuro del polimero nelle applicazioni di archiviazione dati», aggiunge Samuel Tonkin, candidato al dottorato presso il Chalker Lab.
Il progetto è stato diretto e supervisionato dal dottor Pankaj Sharma, dal dottor Christopher Gibson e dal Professor Justin Chalker. Il supporto finanziario per questa ricerca è stato fornito dall'Australian Research Council (DP200100090, DP230100587 e FT220100054). Il supporto tecnico fondamentale e la strumentazione essenziale per questa ricerca sono stati forniti da Flinders Microscopy and Microanalysis (FMMA), Adelaide Microscopy e dall'Australian National Fabrication Facility (ANFF).
Riferimenti:
(1) Probe-Based Mechanical Data Storage on Polymers Made by Inverse Vulcanization
(2) Justin Chalker
(3) Pankaj Sharma
Descrizione foto: Vari dispositivi di archiviazione dati. - Credit: Redazione ECplanet.
Autore traduzione riassuntiva e adattamento linguistico: Edoardo Capuano / Articolo originale: New direction for data storage