三层压痕技术应用于聚合物薄膜,使数据存储量增至四倍——楔形文字式数字存储新突破

科技   2025-01-03 08:44   北京  

澳大利亚阿德莱德弗林德斯大学的阿比盖尔·曼恩领导的研究小组开发出了一种革命性的存储技术,其存储容量比传统的二进制系统高出4倍。这项技术的独特之处在于,它使用了一种新技术将数据存储在聚合物薄膜上。

这种存储方式类似于美索不达米亚人在楔形文字板上存储数据的方法,但不同的是,研究团队并没有使用芦苇和粘土板,而是选择了一种名为二环戊二烯和硫的化合物来制造廉价的聚合物薄膜。他们使用细尖探针,通过原子力显微镜进行移动,在聚合物薄膜上创建纳米级凹痕来存储数据。

CD和DVD的工作原理也是通过刻印聚合物来存储数据,但这项技术的刻印是由细尖探针而不是激光产生的。更重要的是,弗林德斯团队开发的聚合物非常敏感,每个刻印的深度都可以在纳米级上精确调整。没有刻印的区域代表0,深度为0.3至1.0纳米的刻印代表1,而深度为1.5至2.5纳米的刻印则代表2。这意味着这种聚合物可以存储三元代码,从而大幅提高了存储容量。

这种聚合物基体非常稳定,可以在室温下写入数据,并且数据可以存储相当长一段时间。更重要的是,写入过程不需要消耗大量能量。然而,如果你将聚合物加热到140摄氏度并持续10秒,其上的所有数据都将被删除,这样你就可以重新使用它来存储新数据。该聚合物已经经过了四次写入-读取-擦除-重写循环测试,证明了它的耐用性。尽管这意味着你不能部分删除存储在其上的数据,但整体来说,这种技术的可重复使用性仍然非常具有吸引力。

曼恩表示:“这项研究开启了在基于探针的机械数据存储中使用简单、可再生多硫化物的潜力,为现有技术提供了一种潜在的低能耗、高密度、更可持续的替代方案。”

尽管如今固态硬盘和硬盘是主流的存储介质,但音乐行业等领域却发现这些介质并非为长期存储而设计。因此,研究人员仍在不断探索其他技术来保护我们的数据。例如,容量为125TB的光盘格式或由硅玻璃制成的5D数据立方体都是正在研究中的新型存储技术。

当然,这种新的数据存储技术仍面临许多挑战,比如灰尘对其的影响以及它们可以存储多长时间等问题。但随着研究的不断深入,我们或许有一天会购买这些“楔形硬盘”来帮助归档我们一年内产生的大量数据。这种技术不仅提供了更高的存储容量,还可能为数据的长期保存提供一种新的解决方案。

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