Учёные разработали новый тип оптического диска, который может увеличить объём хранения информации до уровня «петабит» — 125 терабайт данных, или совокупный объём хранения около 15 тысяч DVD-дисков.
Оптические диски, такие как DVD и Blu-ray, долговечны и недороги. Например, стандартный однослойный диск Blu-ray может хранить 25 гигабайт. Для сравнения, некоторые USB-накопители могут хранить 1 ТБ, а жёсткие диски (HDD) — до 16 ТБ.
Но группа учёных создала новый тип материала, названный «легированный красителем фоторезист с агрегационно-индуцированной эмиссией люминогенов» (AIE-DDPR) с высокой плотностью размещения (объёмом данных, которые могут храниться в заданной области), который может предложить гораздо более плотную емкость хранения, чем типичные жёсткие диски (HDD).
Учитывая растущее количество данных, которые мы генерируем каждый день, от мгновенных сообщений до потокового видео, оптические диски AIE-DDPR могут совершить революцию в хранении данных. Оптические диски занимают меньше места, чем современные методы хранения, более экологичны и могут стать дешевле, чем массивы хранения данных.
Подробности они описали в статье, опубликованной 21 февраля в журнале Nature.
Чтобы обеспечить наноразмерную запись и запись информации на оптический диск на молекулярном уровне, AIE-DDPR содержит два химических вещества, называемых 2-изопропилтиоксантон (ITX) и пентаакрилатом дипентаэритрита (DTPA). ITX является эффективным фотоинициатором, поскольку он реагирует на воздействие света, например, лазерного луча. DTPA представляет собой мономер — небольшую молекулу — с высокой фоточувствительностью, то есть он сильно реагирует на свет. По сути, эти два фактора в совокупности позволяют хранить больше информации более плотно, чем когда-либо прежде.
Для считывания показаний на наноуровне в плёнку было введено химическое вещество под названием гексафенилсилол (HPS) и новый материал под названием AIE-люминогены (AIEgens). AIEgens уже обладают невероятно высокой флуоресценцией — высокой скоростью поглощения электромагнитного излучения, — но они были дополнительно усилены с помощью высокофокусированного лазерного луча, который в процессе записи излучал импульсы длительностью фемтосекунды (одна миллионная миллиардной доли секунды). Это привело к появлению гораздо более плотных способов хранения на оптическом диске информации.
Учёные использовали многослойную наноразмерную запись и считывание, сохраняя информацию в нескольких слоях на молекулярном уровне, чтобы увеличить плотность хранения на диске. Сократив расстояние между слоями до 1 микрометра (одной тысячной миллиметра), исследовательская группа сохранила и извлекла 100 слоёв данных. Объём памяти был дополнительно расширен за счёт хранения информации на обеих сторонах диска, как на виниловой пластинке.
Используя многослойную наноразмерную запись, учёные сохранили на одном диске AIE-DDPR более 1 петабита данных. Это больше, чем ёмкость 5 тыс. дисков Blu-ray.
Чтобы быть коммерчески жизнеспособным, скорость записи необходимо будет улучшить и сделать её более энергоэффективной. Команда надеется достичь этого, используя гораздо более точный лазерный луч, чем тот, который использовался в эксперименте.
Учитывая растущее количество данных, которые мы генерируем каждый день, от мгновенных сообщений до потокового видео, оптические диски AIE-DDPR могут совершить революцию в хранении данных. Оптические диски занимают меньше места, чем современные методы хранения, и могут стать менее дорогостоящими, чем массивы хранения данных.
