Σκληρός δίσκος από οργανικά υλικά; Ο επόμενος στόχος της Κίνας

Κινέζοι ερευνητές διερευνούν τις δυνατότητες των οργανικών υλικών για την ανάπτυξη ενός νέου τύπου σκληρού δίσκου που θα μπορούσε δυνητικά να αποθηκεύσει εξαπλάσιο όγκο δεδομένων σε σύγκριση με τα σημερινά μηχανικά μοντέλα.

Οι παραδοσιακοί σκληροί δίσκοι αποθηκεύουν τα δεδομένα σε δυαδική μορφή, βασιζόμενοι σε μαγνητισμένες περιοχές για την αναπαράσταση μονάδων και μηδενικών, γεγονός που περιορίζει την αποθηκευτική ικανότητα. Οι μοριακοί σκληροί δίσκοι το ξεπερνούν αυτό, χρησιμοποιώντας αυτοσυναρμολογούμενα μονοστρώματα οργανομεταλλικών σύνθετων μορίων, όπως το RuXLPH, για να αυξήσουν σημαντικά την πυκνότητα των δεδομένων, διατηρώντας παράλληλα εξαιρετικά χαμηλή κατανάλωση ενέργειας, η οποία μετρήθηκε σε μόλις 2,94 picowatt ανά bit.

Ένα βασικό στοιχείο για τη λειτουργία των μοριακών σκληρών δίσκων είναι η αγώγιμη άκρη του μικροσκοπίου ατομικής δύναμης (C-AFM), η οποία χρησιμεύει ως μηχανική κεφαλή προγραμματισμού και ανάγνωσης. Το άκρο εφαρμόζει τοπικές τάσεις στην αυτοσυναρμολογούμενη μονοστοιβάδα, ενεργοποιώντας αντιδράσεις οξειδοαναγωγής στα μόρια RuXLPH. Η ανάλυση σε νανοκλίμακα του ακροδέκτη επιτρέπει τον ακριβή έλεγχο των καταστάσεων μοριακής αγωγιμότητας, επιτρέποντας την αποθήκευση πολλών bit σε εξαιρετικά μικρό χώρο.

Ένα άλλο πλεονέκτημα των μοριακών σκληρών δίσκων είναι η αυξημένη ασφάλεια που προσφέρουν. Σε αντίθεση με τους παραδοσιακούς δίσκους που απαιτούν ξεχωριστούς μηχανισμούς κρυπτογράφησης, οι μοριακοί σκληροί δίσκοι διαθέτουν επιτόπια κρυπτογράφηση XOR σε μοριακό επίπεδο. Αυτή η δυνατότητα επιτρέπει την ασφαλή κωδικοποίηση και ανάκτηση δεδομένων χωρίς πρόσθετο εξοπλισμό, μειώνοντας την ευπάθεια σε απειλές στον κυβερνοχώρο.

Οι ερευνητές το απέδειξαν αυτό με την κωδικοποίηση και κρυπτογράφηση μιας εικόνας 128×128 pixel, αποδεικνύοντας την ικανότητα του συστήματος να αποθηκεύει και να ανακτά δεδομένα με ασφάλεια. Οι συγγραφείς υποστηρίζουν ότι οι μελλοντικές εργασίες θα επικεντρωθούν στη βελτίωση της σμίκρυνσης, στην αύξηση των καταστάσεων αγωγιμότητας και στην αντιμετώπιση της περιβαλλοντικής ευαισθησίας.

Παρόλα αυτά, υπάρχουν δύο σημαντικά ζητήματα που χρίζουν διερεύνησης. Η διάρκεια ζωής ενός άκρου μικροσκοπίου ατομικής δύναμης μετριέται σήμερα σε 50-200 ώρες σε λειτουργία διακοπτόμενης αφής (taping) ή 5-50 ώρεςσε λειτουργία συνεχούς αφής. Επομένως, μέχρι να δημιουργηθεί ένα άκρο C-AFM με μεγάλη διάρκεια ζωής, αυτό φαίνεται να είναι ένα μοιραίο ελάττωμα στην ιδέα του μοριακού σκληρού δίσκου. 

Ένα δεύτερο ζήτημα αφορά την εξαιρετικά χαμηλή κατανάλωση ενέργειας της τάξης των pW/bit. Αυτό ισχύει για την ανάγνωση και την εγγραφή, όχι για την περιστροφή του δίσκου, η οποία λογικά θα απαιτεί περισσότερη ενέργεια.

[via]