Химики из Австралийского национального университета (ANU) и Манчестерского университета предлагают новую технологию создания накопителей информации следующего поколения размером с почтовую марку, способных хранить в 100 раз больше цифровых данных, чем созданные современными производителями.

Жесткие диски, изготовленные из новой молекулы, рассчитывают произвести революцию в области хранения данных. Накопитель размером с марку, работающий при температурах, наблюдаемых на темной стороне Луны, может хранить полмиллиона видеороликов TikTok, что является значительным улучшением по сравнению с существующими методами хранения, говорится в пресс-релизе.

Рост использования Интернета и связанных с ним приложений, таких как социальные сети, потоковое видео и файлообмен, повысил спрос на хранение данных. Компании строят центры обработки данных для хранения и извлечения данных в больших объемах, однако ограничения доступных в настоящее время систем также побуждают к поиску новых подходов к созданию соответствующих этим возросшим требованиям накопителей информации. Для хранения данных лучше всего использовать магнитные материалы, в которых крошечные участки, состоящие из нескольких атомов, намагничиваются для выполнения задач, связанных с памятью.

Одномолекулярные магниты работают аналогично, но занимают меньше места, поскольку они не зависят от других молекул, обеспечивающих ту же функцию. Они работают индивидуально, в отличие от других магнитных материалов, которые работают в тандеме с соседней группой атомов. Благодаря такому подходу экономится пространство, что делает их идеальными для хранения данных сверхвысокой плотности. Однако для работы молекул необходимы сверхнизкие температуры. Температура около 80 Кельвинов (-193 градуса по Цельсию) близка к температуре на темной стороне Луны.

Предыдущие работы в этой области были сосредоточены на использовании редкоземельного элемента диспрозия. При связывании с атомами азота этот элемент образует молекулы неправильной формы, которые могут хранить данные в больших объемах. Однако исследователи обнаружили, что расположение трех атомов по прямой линии может значительно увеличить емкость молекулы. Чтобы добиться такой прямолинейной конфигурации, исследователи добавили химическую группу под названием алкен, которая действует как молекулярный стержень, удерживающий атомы на своих местах.

Благодаря применению такой технологии исследователи уверены, что будущие центры обработки данных могут быть намного меньше, но иметь в 100 раз большую емкость для хранения данных. Молекула может сохранять свою магнитную память даже при температуре -173 градуса Цельсия.

«Это значительный прогресс по сравнению с предыдущим показателем в -193 градуса по Цельсию», — сказал профессор исследовательской школы химии ANU Николас Чилтон. «Если усовершенствовать эти молекулы, они смогут упаковывать большие объемы информации в крошечные пространства».

Исследователи добавили, что такой подход может позволить им хранить три терабайта данных на диске, который занимает площадь не более одного квадратного сантиметра.

«Это эквивалентно примерно 40 000 CD-копий альбома The Dark Side of the Moon, помещенных на жесткий диск размером с почтовую марку, или примерно полумиллиону видеороликов TikTok», - добавил Чилтон в пресс-релизе.

Хотя температура охлаждения и не близка к той, которая может быть достигнута в морозильной камере, ее можно получить с помощью такого хладагента, как жидкий азот, который может охлаждаться до -196 градусов по Цельсию.

«Эта молекула теперь будет служить основой для разработки еще более совершенных молекулярных магнитов, которые смогут сохранять свои данные при еще более высоких температурах», — заключил исследователь.

Результаты исследования опубликованы в журнале Nature.