De smartphones a supercomputadores, a necessidade crescente de dispositivos menores e mais eficientes em termos de energia tornou o armazenamento de dados de alta densidade uma das buscas tecnológicas mais importantes.

Agora, cientistas da Universidade de Manchester provaram que armazenar dados com uma classe de moléculas conhecidas como ímãs de uma única molécula é mais viável do que se pensava.

A pesquisa, liderado pelo Dr. David Mills e Dr. Nicholas Chilton, da Escola de Química, está sendo publicado em Natureza . Mostra que a histerese magnética, um efeito de memória que é um pré-requisito de qualquer armazenamento de dados, é possível em moléculas individuais a -213 ° C. Isso é extremamente próximo à temperatura do nitrogênio líquido (-196 ° C).

O resultado significa que o armazenamento de dados com moléculas únicas pode se tornar uma realidade porque os servidores de dados podem ser resfriados usando nitrogênio líquido relativamente barato a -196 ° C em vez de hélio líquido muito mais caro (-269 ° C). A pesquisa fornece uma prova de conceito de que tais tecnologias podem ser alcançadas em um futuro próximo.

O potencial para armazenamento de dados moleculares é enorme. Para colocá-lo em um contexto de consumidor, tecnologias moleculares podem armazenar mais de 200 terabits de dados por polegada quadrada - isso é 25, 000 GB de informações armazenadas em algo aproximadamente do tamanho de uma moeda de 50 centavos, em comparação com o mais recente iPhone 7 da Apple com um armazenamento máximo de 256 GB.

Os ímãs de uma única molécula exibem um efeito de memória magnética que é um requisito de qualquer armazenamento de dados e as moléculas que contêm átomos de lantanídeos exibiram esse fenômeno nas temperaturas mais altas até hoje. Lantanídeos são metais de terras raras usados ​​em todas as formas de dispositivos eletrônicos do dia a dia, como smartphones, tablets e laptops. A equipe alcançou seus resultados usando o elemento lantanídeo disprósio.

Dr. Chilton diz:'Isso é muito emocionante, pois a histerese magnética em moléculas individuais implica a capacidade de armazenamento de dados binários. O uso de moléculas únicas para armazenamento de dados poderia teoricamente dar densidade de dados 100 vezes maior do que as tecnologias atuais. Aqui estamos nos aproximando da temperatura do nitrogênio líquido, o que significaria que o armazenamento de dados em moléculas individuais se tornaria muito mais viável do ponto de vista econômico. '

As aplicações práticas de armazenamento de dados em nível molecular podem levar a discos rígidos muito menores que requerem menos energia, o que significa que os data centers em todo o mundo poderiam se tornar muito mais eficientes em termos de energia.

Por exemplo, Atualmente, o Google possui 15 data centers em todo o mundo. Eles processam uma média de 40 milhões de pesquisas por segundo, resultando em 3,5 bilhões de pesquisas por dia e 1,2 trilhão de pesquisas por ano. Para lidar com todos esses dados, em julho do ano passado, foi relatado que o Google tinha aproximadamente 2,5 milhões de servidores em cada data center e esse número provavelmente aumentaria.

Alguns relatórios afirmam que a energia consumida nesses centros pode ser responsável por até 2% do total das emissões mundiais de gases de efeito estufa. Isso significa que qualquer melhoria no armazenamento de dados e na eficiência energética também pode trazer enormes benefícios para o meio ambiente, além de aumentar enormemente a quantidade de informações que podem ser armazenadas.

O Dr. Mills acrescenta:'Este avanço eclipsa o recorde anterior que estava em -259 ° C, e levou quase 20 anos de esforço de pesquisa para chegar. Agora estamos focados na preparação de novas moléculas inspiradas no design deste artigo. Nosso objetivo é atingir temperaturas de operação ainda mais altas no futuro, funcionando idealmente acima das temperaturas de nitrogênio líquido. '