Scienziati provenienti da Australia e Cina hanno attinto al potere durevole dell'oro per dimostrare un nuovo tipo di disco ottico ad alta capacità che può contenere dati in modo sicuro per più di 600 anni.

La tecnologia potrebbe offrire una soluzione più economica e sostenibile al problema dell'archiviazione dei dati globale, consentendo al contempo il perno critico dai Big Data ai Long Data, aprendo nuovi regni della scoperta scientifica.

La recente esplosione di Big Data e cloud storage ha portato a un'esplosione parallela nei data center assetati di energia. Questi centri non solo consumano colossali quantità di energia, consumando circa il 3% della fornitura mondiale di elettricità, ma si basano in gran parte su dischi rigidi con capacità (fino a 2 TB per disco) e durata (fino a due anni) limitate.

Ora gli scienziati della RMIT University di Melbourne, Australia, e l'Istituto di tecnologia di Wuhan, Cina, hanno utilizzato nanomateriali d'oro per dimostrare un disco ottico di nuova generazione con una capacità fino a 10 TB - un salto di archiviazione del 400 percento - e una durata di vita di sei secoli.

La tecnologia potrebbe migliorare radicalmente l'efficienza energetica dei data center - utilizzando 1000 volte meno energia di un centro hard disk - richiedendo molto meno raffreddamento ed eliminando l'attività ad alta intensità energetica della migrazione dei dati ogni due anni. I dischi ottici sono anche intrinsecamente molto più sicuri dei dischi rigidi.

Investigatore capo, Il distinto professore della RMIT University Min Gu, ha affermato che la ricerca apre la strada allo sviluppo di data center ottici per affrontare la sfida mondiale dell'archiviazione dei dati e supportare la prossima rivoluzione dei Long Data.

"Tutti i dati che stiamo generando nell'era dei Big Data - oltre 2,5 quintilioni di byte al giorno - devono essere archiviati da qualche parte, ma le nostre attuali tecnologie di archiviazione sono state sviluppate in tempi diversi, " disse Gu.

"Mentre la tecnologia ottica può espandere la capacità, i dischi ottici più avanzati sviluppati finora hanno una durata di soli 50 anni.

"La nostra tecnica può creare un disco ottico con la capacità più grande di qualsiasi tecnologia ottica sviluppata fino ad oggi e i nostri test hanno dimostrato che durerà oltre mezzo millennio.

"Anche se è necessario ulteriore lavoro per ottimizzare la tecnologia - e siamo desiderosi di collaborare con collaboratori industriali per portare avanti la ricerca - sappiamo che questa tecnica è adatta per la produzione di massa di dischi ottici, quindi il potenziale è sbalorditivo".

Il mondo si sta spostando dai Big Data ai Long Data, che consente di scoprire nuove intuizioni attraverso l'estrazione di enormi set di dati che catturano i cambiamenti nel mondo reale nel corso di decenni e secoli.

Autore principale, Senior Research Fellow Dr Qiming Zhang dalla School of Science di RMIT, ha affermato che la nuova tecnologia potrebbe ampliare gli orizzonti della ricerca contribuendo a far avanzare l'ascesa dei Long Data.

"Long Data offre un'opportunità senza precedenti per nuove scoperte in quasi tutti i campi, dall'astrofisica alla biologia, dalle scienze sociali al business, ma non possiamo sbloccare questo potenziale senza affrontare la sfida dello storage, " disse Zhang.

"Per esempio, studiare la mutazione di un solo albero genealogico umano, Sono necessari 8 terabyte di dati per analizzare i genomi in 10 generazioni. In astronomia, il radiotelescopio Square Kilometer Array (SKA) produce 576 petabyte di dati grezzi all'ora.

"Nel frattempo l'iniziativa Brain Research through Advancing Innovative Neurotechnologies (BRAIN) per 'mappare' il cervello umano sta gestendo dati misurati in yottabyte, o un trilione di terabyte.

"Queste enormi quantità di dati devono durare per generazioni per essere significative. Lo sviluppo di dispositivi di archiviazione con capacità elevata e lunga durata è essenziale, così possiamo realizzare l'impatto che la ricerca che utilizza i Long Data può avere nel mondo."

La nuova tecnica alla base della tecnologia - sviluppata in cinque anni - combina nanomateriali d'oro con un materiale di vetro ibrido che ha un'eccezionale resistenza meccanica.

La ricerca porta avanti il ​​precedente lavoro pionieristico di Gu e del suo team che ha sfondato il limite ottico apparentemente invalicabile del blu-ray e ha permesso di archiviare i dati attraverso l'intero spettro dei raggi di luce visibili.

Come funziona

I ricercatori hanno dimostrato la memoria ottica dei dati lunghi in una nuova matrice di vetro ibrida nanoplasmonica, diverso dai materiali convenzionali utilizzati nei dischi ottici.

Il vetro è un materiale altamente durevole che può durare fino a 1000 anni e può essere utilizzato per contenere dati, ma ha una capacità di archiviazione limitata a causa della sua rigidità.

Il team ha combinato il vetro con un materiale organico, dimezzando la durata della vita ma aumentando radicalmente la capacità.

Per creare la matrice di vetro ibrido nanoplasmonico, nanotubi d'oro sono stati incorporati in un composito di vetro ibrido, nota come ceramica organica modificata.

I ricercatori hanno scelto l'oro perché come il vetro, è robusto e molto resistente. Le nanoparticelle d'oro consentono di registrare le informazioni in cinque dimensioni:le tre dimensioni nello spazio più il colore e la polarizzazione.

La tecnica si basa su un processo sol-gel, che utilizza precursori chimici per produrre ceramiche e vetri con una maggiore purezza e omogeneità rispetto ai processi convenzionali.