Forskere finder en kemisk løsning til at skrumpe digital datalagring

Kemikere ved Case Western Reserve University har fundet en måde at muligvis gemme digitale data på halvdelen af ​​den plads, nuværende systemer kræver.

Fra supercomputere til smartphones, mængden af ​​data, folk genererer og indsamler, vokser fortsat eksponentielt, og behovet for at gemme al den information vokser med den.

Computere og andre digitale enheder driver og gemmer data ved hjælp af en binær kode, hvilket betyder to symboler - typisk tallene 0 og 1 - repræsenterer information. For at reducere lagerplads, ingeniører har traditionelt brugt eksisterende teknologi, men gjort den mindre.

For eksempel, en CD er lavet med en rød laser og en Blu-ray disk med en blå, mere fokuseret, laser, der reducerer størrelsen af ​​symbolerne og mellemrummet mellem dem, stigende datatæthed.

Men ifølge en ny undersøgelse offentliggjort i Journal of Materials Chemistry C , forskere ved Case Western Reserve demonstrerer, hvordan almindeligt anvendte polymerfilm indeholdende to farvestoffer optisk kan lagre data i en kvaternær (firesymbol) kode, kræver muligvis cirka halvt så meget plads.

"Vi bruger kemi i stedet for teknik til at behandle datalagring, men det er virkelig et supplement til, hvad ingeniører laver, "sagde Emily Pentzer, adjunkt i kemi ved Case Western Reserve og studieforfatter. Hun arbejdede sammen med ph.d. -studerende Peiran Wei og Bowen Li og forskningsassistent Al de Leon om projektet.

Hvordan det virker

For at drage fordel af den kvaternære opbevaring, computerprogrammer skulle skrives i kvaternær kode i stedet for binær kode, hvilket Pentzer sagde ville være let med det system, de brugte.

I stedet for tal, det optiske lagersystem bruger fraværet af farve og tre farver produceret af farvestofferne som symbolerne, der repræsenterer information.

Studiet

Forskerne fyldte en lille mængde - mindre end. 4 vægtprocent - af de to farvestofmolekyler i et fleksibelt ark poly (methylmethacrylat), en polymerfilm kaldet PMMA. PMMA er klar og farveløs i omgivende lys og temperatur.

Et farvestof, cyano-substitueret oligo (p-phenyenvinylen) fluorescerer grønt, når det udsættes for varme. Det andet farvestof, o-nitrobenzylester af benzoesyre, fluorescerer ultramarine, når de udsættes for ultraviolet lys. Når de overlappende farvestoffer udsættes for både varme og UV -lys, de fluorescerer som cyan.

Pentzers team skrev kode ved at lægge metal- eller træskabeloner over den farveholdige film, påfør derefter varme og ultraviolet lys. De klipper deres skabeloner og anvender kode ved hjælp af faciliteter på Case Western Reserves Larry Sears og Sally Zlotnick Sears tror [boks].

Resultater og næste trin

De cirkulære symboler i skabelonen var hver 300 mikrometer på tværs, med 200 mikrometer imellem dem. Koden viste sig at være holdbar, forbliver læselige, selv efter at filmen var blevet rullet, bøjet, skrevet med permanent markør, nedsænket i kogende vand og halvdelen af ​​overfladen var blevet gnides væk med sandpapir.

Teamet undersøger nu brugen af ​​specialiserede lasere til at skrumpe den rumlige opløsning og derfor øge datatætheden (tænk CD vs. Blu-ray).

De undersøger også, om der kan tilføjes et tredje farvestof, der reagerer på forskellige stimuli og forbliver adskilt fra de to andre. Hvis så, den farveløse film, plus alle tilgængelige farvekombinationer, ville give forskergruppen mulighed for at gemme data ved hjælp af en septenary, eller syv-symbolskode, yderligere krympende opbevaring.