Químicos da Case Western Reserve University descobriram uma maneira de possivelmente armazenar dados digitais na metade do espaço que os sistemas atuais exigem.

De supercomputadores a smartphones, a quantidade de dados que as pessoas geram e coletam continua a crescer exponencialmente, e a necessidade de armazenar todas essas informações cresce com isso.

Computadores e outros dispositivos digitais operam e armazenam dados usando um código binário, significando dois símbolos - normalmente os numerais 0 e 1 - representam informações. Para reduzir o espaço de armazenamento, os engenheiros usam tradicionalmente a tecnologia existente, mas a tornam menor.

Por exemplo, um disco compacto é feito com um laser vermelho e um disco Blu-ray com um azul, mais focado, laser que reduz o tamanho dos símbolos e o espaço entre eles, aumentando a densidade de dados.

Mas de acordo com um novo estudo publicado no Journal of Materials Chemistry C , pesquisadores da Case Western Reserve demonstram como filmes de polímero comumente usados ​​contendo dois corantes podem armazenar dados opticamente em um código quaternário (quatro símbolos), potencialmente exigindo cerca de metade do espaço.

"Estamos usando química em vez de engenharia para lidar com o armazenamento de dados, mas é realmente complementar ao que os engenheiros estão fazendo, "disse Emily Pentzer, professor assistente de química na Case Western Reserve e autor do estudo. Ela trabalhou com os alunos de doutorado Peiran Wei e Bowen Li e o assistente de pesquisa Al de Leon no projeto.

Como funciona

Para aproveitar o armazenamento quaternário, programas de computador precisariam ser escritos em código quaternário em vez de código binário, que Pentzer disse que seria fácil com o sistema que eles usaram.

Em vez de numerais, o sistema de armazenamento óptico usa a ausência de cor e três cores produzidas pelos corantes como os símbolos que representam a informação.

O estudo

Os pesquisadores carregaram uma pequena quantidade - menos de 0,4 por cento em peso - das duas moléculas de corante em uma folha flexível de poli (metacrilato de metila), um filme de polímero chamado PMMA. O PMMA é límpido e incolor à luz e temperatura ambiente.

Uma tintura, o oligo substituído com ciano (p-fenileno vinileno) apresenta fluorescência verde quando exposto ao calor. O segundo corante, éster o-nitrobenzílico de ácido benzóico, fluoresce no ultramar quando exposto à luz ultravioleta. Quando os corantes sobrepostos são expostos ao calor e à luz ultravioleta, eles ficam fluorescentes como ciano.

A equipe de Pentzer escreveu o código colocando modelos de metal ou madeira sobre o filme contendo corante, em seguida, aplicar calor e luz ultravioleta. Eles cortaram seus modelos e aplicaram o código usando as instalações do Larry Sears e Sally Zlotnick Sears da Case Western Reserve [caixa].

Resultados e próximas etapas

Os símbolos circulares no modelo tinham 300 micrômetros cada, com 200 micrômetros entre eles. O código provou ser durável, permanecendo legível mesmo após o filme ter sido rodado, dobrado, escrito com marcador permanente, submerso em água fervente e metade da superfície havia sido esfregada com lixa.

A equipe agora está investigando o uso de lasers especializados para reduzir a resolução espacial e, portanto, aumentar a densidade dos dados (pense em CD versus Blu-ray).

Eles também estão investigando se um terceiro corante pode ser adicionado, que responde a estímulos diferentes e permanece distinto dos outros dois. Se então, o filme incolor, além de todas as combinações de cores disponíveis, permitiria à equipe de pesquisa armazenar dados usando um setenário, ou código de sete símbolos, encolhendo ainda mais o armazenamento.