Οι επιστήμονες ανέπτυξαν έναν νέο τύπο οπτικού δίσκου που μπορεί να αυξήσει τη χωρητικότητα αποθήκευσης πληροφοριών σε επίπεδο “petabit” – 125 terabytes δεδομένων ή τη συνδυασμένη χωρητικότητα αποθήκευσης περίπου 15.000 DVD.
Οι οπτικοί δίσκοι, όπως τα DVD και οι δίσκοι Blu-ray, είναι ανθεκτικοί και φθηνοί. Ένας τυπικός δίσκος Blu-ray ενός στρώματος μπορεί να αποθηκεύσει 25 gigabytes. Συγκριτικά, ορισμένα USB flash drives μπορούν να αποθηκεύσουν 1TB και οι σκληροί δίσκοι (HDD) μπορούν να χωρέσουν έως και 16TB.
Όμως μια ομάδα επιστημόνων δημιούργησε έναν νέο τύπο υλικού, που ονομάζεται “φωτοανθεκτικό με χρωστική ουσία με φωτογόνα που προκαλούνται από τη συσσώρευση” (AIE-DDPR) με υψηλή εμβαδική πυκνότητα (το ποσό των δεδομένων που μπορούν να αποθηκευτούν σε μια δεδομένη περιοχή) που μπορεί να προσφέρει πολύ πιο πυκνή αποθηκευτική ικανότητα από τους τυπικούς HDD).
Δεδομένου του αυξανόμενου όγκου δεδομένων που παράγουμε καθημερινά, από στιγμιαία μηνύματα έως βίντεο συνεχούς ροής, οι οπτικοί δίσκοι AIE-DDPR έχουν τη δυνατότητα να φέρουν επανάσταση στην αποθήκευση δεδομένων. Οι οπτικοί δίσκοι καταλαμβάνουν λιγότερο χώρο από τις τρέχουσες μεθόδους αποθήκευσης, είναι πιο φιλικοί προς το περιβάλλον και θα μπορούσαν να γίνουν λιγότερο ακριβοί από τις συστοιχίες αποθήκευσης δεδομένων.
Περιέγραψαν τις λεπτομέρειες σε μια εργασία που δημοσιεύθηκε στις 21 Φεβρουαρίου στο περιοδικό Nature.
Για να καταστεί δυνατή η εγγραφή σε νανοκλίμακα, η εγγραφή πληροφοριών σε έναν οπτικό δίσκο σε μοριακό επίπεδο, το AIE-DDPR περιλαμβάνει δύο χημικές ουσίες που ονομάζονται 2-ισοπροπυλοθειοξανθόνη (ITX) και διπενταερυθριτική πενταακρυλική πενταερυθρίτη (DTPA). Η ITX είναι ένας αποτελεσματικός φωτοεκκινητής, δεδομένου ότι αντιδρά όταν εκτίθεται σε φως, όπως αυτό που προέρχεται από δέσμη λέιζερ. Η DTPA είναι ένα μονομερές – ένα μικρό μόριο – με υψηλή φωτοευαισθησία, που σημαίνει ότι αντιδρά έντονα στο φως. Στην πραγματικότητα, τα δύο αυτά στοιχεία συνδυάζονται για να επιτρέψουν την αποθήκευση περισσότερων πληροφοριών με μεγαλύτερη πυκνότητα από ποτέ άλλοτε.
Για την ανάγνωση σε νανοκλίμακα, ενσωματώθηκαν στο φιλμ μια χημική ουσία που ονομάζεται εξαφαινυλοσιλόλη (HPS) και ένα νέο υλικό που ονομάζεται φωτογόνα AIE (AIEgens). Τα AIEgens έχουν ήδη έναν απίστευτα υψηλό φθορισμό – έναν υψηλό ρυθμό απορρόφησης ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας – αλλά αυτός ενισχύθηκε περαιτέρω με τη χρήση μιας εξαιρετικά εστιασμένης δέσμης λέιζερ που εκτοξεύτηκε σε εκρήξεις διάρκειας ενός femtosecond (ένα εκατομμυριοστό του ενός δισεκατομμυριοστού του δευτερολέπτου) κατά τη διάρκεια της διαδικασίας εγγραφής. Αυτό είχε ως αποτέλεσμα ένα πολύ πιο πυκνό μέσο αποθήκευσης πληροφοριών σε έναν οπτικό δίσκο.
Οι επιστήμονες χρησιμοποίησαν πολυεπίπεδη εγγραφή και ανάγνωση σε νανοκλίμακα, αποθηκεύοντας πληροφορίες σε πολλαπλά στρώματα σε μοριακή κλίμακα, για να αυξήσουν την πυκνότητα αποθήκευσης του δίσκου. Μειώνοντας την απόσταση μεταξύ των στρωμάτων σε 1 μικρόμετρο (ένα χιλιοστό του χιλιοστού), η ερευνητική ομάδα αποθήκευσε και ανέκτησε 100 στρώματα δεδομένων. Η αποθηκευτική ικανότητα διευρύνθηκε περαιτέρω με την αποθήκευση πληροφοριών και στις δύο πλευρές του δίσκου, όπως συμβαίνει με τους δίσκους βινυλίου.