Los químicos de la Universidad Case Western Reserve han encontrado una manera de almacenar datos digitales en la mitad del espacio que requieren los sistemas actuales.

Desde supercomputadoras hasta teléfonos inteligentes, la cantidad de datos que las personas generan y recopilan sigue creciendo exponencialmente, y la necesidad de almacenar toda esa información crece con él.

Las computadoras y otros dispositivos digitales operan y almacenan datos usando un código binario, es decir, dos símbolos, típicamente los números 0 y 1, representan información. Para reducir el espacio de almacenamiento, Los ingenieros han utilizado tradicionalmente la tecnología existente, pero la han reducido.

Por ejemplo, un disco compacto se hace con un láser rojo y un disco Blu-ray con un azul, más concentrado, láser que reduce el tamaño de los símbolos y el espacio entre ellos, aumento de la densidad de datos.

Pero según un nuevo estudio publicado en el Revista de Química de Materiales C , Los investigadores de Case Western Reserve demuestran cómo las películas de polímero de uso común que contienen dos tintes pueden almacenar ópticamente datos en un código cuaternario (cuatro símbolos). potencialmente requiriendo aproximadamente la mitad de espacio.

"Estamos utilizando la química en lugar de la ingeniería para abordar el almacenamiento de datos, pero es realmente complementario a lo que están haciendo los ingenieros, "dijo Emily Pentzer, profesor asistente de química en Case Western Reserve y autor del estudio. Trabajó con los estudiantes de doctorado Peiran Wei y Bowen Li y el asistente de investigación Al de Leon en el proyecto.

Cómo funciona

Para aprovechar el almacenamiento cuaternario, los programas de computadora deberían estar escritos en código cuaternario en lugar de código binario, lo que Pentzer dijo que sería fácil con el sistema que usaban.

En lugar de números, el sistema de almacenamiento óptico utiliza la ausencia de color y los tres colores producidos por los tintes como símbolos que representan la información.

El estudio

Los investigadores cargaron una pequeña cantidad (menos del 0,4 por ciento en peso) de las dos moléculas de tinte en una hoja flexible de poli (metacrilato de metilo), una película de polímero llamada PMMA. El PMMA es transparente e incoloro a la luz y temperatura ambiente.

Un tinte El oligo sustituido con ciano (p-fenien vinileno) presenta una fluorescencia verde cuando se expone al calor. El segundo tinte éster o-nitrobencílico de ácido benzoico, emite fluorescencia ultramarina cuando se expone a la luz ultravioleta. Cuando los tintes superpuestos se exponen tanto al calor como a la luz ultravioleta, emiten fluorescencia como cian.

El equipo de Pentzer escribió código colocando plantillas de metal o madera sobre la película que contiene tinte, luego aplicando calor y luz ultravioleta. Cortaron sus plantillas y aplicaron el código utilizando las instalaciones de Larry Sears y Sally Zlotnick Sears de Case Western Reserve.

Resultados y próximos pasos

Los símbolos circulares en la plantilla tenían cada uno 300 micrómetros de ancho, con 200 micrómetros entre ellos. El código resultó duradero, permaneciendo legible incluso después de que se haya enrollado la película, doblado, escrito con rotulador permanente, sumergido en agua hirviendo y la mitad de la superficie había sido frotada con papel de lija.

El equipo ahora está investigando el uso de láseres especializados para reducir la resolución espacial y, por lo tanto, aumentar la densidad de datos (piense en CD frente a Blu-ray).

También están investigando si se puede agregar un tercer tinte que responda a diferentes estímulos y permanezca distinto de los otros dos. Si es así, la película incolora, más todas las combinaciones de colores disponibles, permitiría al equipo de investigación almacenar datos utilizando un septenario, o código de siete símbolos, reduciendo aún más el almacenamiento.