I chimici della Case Western Reserve University hanno trovato un modo per archiviare i dati digitali nella metà dello spazio richiesto dai sistemi attuali.

Dai supercomputer agli smartphone, la quantità di dati generati e raccolti dalle persone continua a crescere in modo esponenziale, e la necessità di archiviare tutte queste informazioni cresce con essa.

I computer e altri dispositivi digitali gestiscono e memorizzano dati utilizzando un codice binario, significa che due simboli, in genere i numeri 0 e 1, rappresentano le informazioni. Per ridurre lo spazio di archiviazione, gli ingegneri hanno tradizionalmente utilizzato la tecnologia esistente ma l'hanno ridotta.

Per esempio, un compact disc è realizzato con un laser rosso e un disco Blu-ray con un blu, più concentrato, laser che riduce le dimensioni dei simboli e lo spazio tra di essi, aumento della densità dei dati.

Ma secondo un nuovo studio pubblicato nel Journal of Materials Chemistry C , i ricercatori della Case Western Reserve dimostrano come i film polimerici comunemente usati contenenti due coloranti possano memorizzare otticamente i dati in un codice quaternario (quattro simboli), potenzialmente richiedendo circa la metà dello spazio.

"Stiamo usando la chimica invece dell'ingegneria per affrontare l'archiviazione dei dati, ma è davvero complementare a ciò che stanno facendo gli ingegneri, "ha detto Emily Pentzer, assistente professore di chimica alla Case Western Reserve e autore dello studio. Ha lavorato con i dottorandi Peiran Wei e Bowen Li e con l'assistente di ricerca Al de Leon al progetto.

Come funziona

Per sfruttare lo stoccaggio quaternario, i programmi per computer dovrebbero essere scritti in codice quaternario anziché in codice binario, che Pentzer ha detto che sarebbe stato facile con il sistema che hanno usato.

Al posto dei numeri, il sistema ottico-memoria utilizza l'assenza di colore e tre colori prodotti dai coloranti come simboli che rappresentano le informazioni.

Lo studio

I ricercatori hanno caricato una piccola quantità, meno dello 0,4 percento in peso, delle due molecole di colorante in un foglio flessibile di poli(metilmetacrilato), un film polimerico chiamato PMMA. Il PMMA è trasparente e incolore alla luce e alla temperatura ambiente.

un colorante, oligo(p-fenyene vinilene) ciano-sostituito emette fluorescenza verde quando esposto al calore. Il secondo colorante, o-nitrobenzil estere dell'acido benzoico, emette fluorescenza blu oltremare quando esposto alla luce ultravioletta. Quando i coloranti sovrapposti sono esposti sia al calore che alla luce UV, diventano fluorescenti come ciano.

Il team di Pentzer ha scritto il codice posando modelli in metallo o legno sulla pellicola contenente colorante, quindi applicando calore e luce ultravioletta. Hanno tagliato i loro modelli e applicato il codice utilizzando le strutture del think[box] di Larry Sears e Sally Zlotnick Sears della Case Western Reserve.

Risultati e prossimi passi

I simboli circolari nel modello erano ciascuno di 300 micrometri di diametro, con 200 micrometri tra loro. Il codice si è dimostrato durevole, rimanendo leggibile anche dopo che il film è stato girato, piegato, scritto con pennarello indelebile, immerso in acqua bollente e metà della superficie era stata strofinata via con carta vetrata.

Il team sta ora studiando l'uso di laser specializzati per ridurre la risoluzione spaziale e quindi aumentare la densità dei dati (si pensi ai CD rispetto ai Blu-ray).

Stanno anche studiando se è possibile aggiungere un terzo colorante che risponda a stimoli diversi e rimanga distinto dagli altri due. Se è così, la pellicola incolore, più tutte le combinazioni di colori disponibili, consentirebbe al team di ricerca di archiviare i dati utilizzando un settenario, o codice a sette simboli, ulteriore restringimento dello stoccaggio.