El grafeno se puede utilizar para unidades de disco duro de densidad ultra alta (HDD), con un salto de hasta diez veces en comparación con las tecnologías actuales, han demostrado investigadores del Cambridge Graphene Centre.

El estudio, publicado en Comunicaciones de la naturaleza , se llevó a cabo en colaboración con equipos de la Universidad de Exeter, India, Suiza, Singapur, y Estados Unidos.

Los discos duros aparecieron por primera vez en la década de 1950, pero su uso como dispositivos de almacenamiento en computadoras personales solo despegó a mediados de la década de 1980. Se han vuelto cada vez más pequeños, y más denso en términos de la cantidad de bytes almacenados. Si bien las unidades de estado sólido son populares para dispositivos móviles, Los discos duros continúan utilizándose para almacenar archivos en computadoras de escritorio, en gran parte debido a su costo favorable de producción y compra.

Los discos duros contienen dos componentes principales:platos y un cabezal. Los datos se escriben en los platos con un cabezal magnético, que se mueve rápidamente por encima de ellos a medida que giran. El espacio entre el cabezal y el plato disminuye continuamente para permitir densidades más altas.

En la actualidad, Los recubrimientos a base de carbono (COC), capas que se utilizan para proteger los discos de daños mecánicos y corrosión, ocupan una parte importante de este espacio. La densidad de datos de los discos duros se ha cuadriplicado desde 1990, y el espesor de COC se ha reducido de 12,5 nm a alrededor de 3 nm, que corresponde a un terabyte por pulgada cuadrada. Ahora, el grafeno ha permitido a los investigadores multiplicar esto por diez.

Los investigadores de Cambridge han reemplazado los AOC comerciales con una a cuatro capas de grafeno, y fricción probada, vestir, corrosión, estabilidad térmica, y compatibilidad de lubricantes. Más allá de su inmejorable delgadez, el grafeno cumple todas las propiedades ideales de un revestimiento de HDD en términos de protección contra la corrosión, baja fricción, resistencia al desgaste, dureza, compatibilidad de lubricantes, y suavidad superficial.

El grafeno permite una reducción doble de la fricción y proporciona una mejor corrosión y desgaste que las soluciones de última generación. De hecho, una sola capa de grafeno reduce la corrosión en 2,5 veces.

Los científicos de Cambridge transfirieron grafeno a discos duros hechos de hierro-platino como capa de grabación magnética, y la grabación magnética asistida por calor (HAMR) probada, una nueva tecnología que permite un aumento en la densidad de almacenamiento al calentar la capa de grabación a altas temperaturas. Los COC actuales no funcionan a estas altas temperaturas, pero el grafeno lo hace. Por lo tanto, grafeno junto con HAMR, puede superar a los discos duros actuales, proporcionando una densidad de datos sin precedentes, superior a 10 terabytes por pulgada cuadrada.

"Demostrar que el grafeno puede servir como revestimiento protector para las unidades de disco duro convencionales y que es capaz de soportar las condiciones de HAMR es un resultado muy importante. Esto impulsará aún más el desarrollo de nuevas unidades de disco duro de alta densidad de área, "dijo la Dra. Anna Ott del Cambridge Graphene Center, uno de los coautores de este estudio.

Un salto en la densidad de datos de los discos duros en un factor de diez y una reducción significativa en la tasa de desgaste son fundamentales para lograr una grabación de datos magnéticos más sostenible y duradera. Los desarrollos tecnológicos basados ​​en el grafeno están avanzando por el camino correcto hacia un mundo más sostenible.

Profesor Andrea C. Ferrari, Director del Cambridge Graphene Centre, agregó:"Este trabajo muestra la excelente mecánica, propiedades de resistencia a la corrosión y al desgaste del grafeno para medios magnéticos de densidad de almacenamiento ultra alta. Considerando que en 2020, se produjeron alrededor de mil millones de terabytes de almacenamiento en disco duro nuevo, estos resultados indican una ruta para la aplicación masiva de grafeno en tecnologías de vanguardia ".