Молекулярные роторы могут совершить прорыв в хранении данных

Когда-нибудь заканчивалась память на телефоне или хотелось, чтобы ноутбук имел больше места без переплаты за модель с увеличенной ёмкостью? Новый прорыв в материаловедении предполагает, что будущие устройства смогут хранить значительно больше данных, чем позволяют современные чипы NAND flash — и всё в том же физическом пространстве.

Исследовательская группа под руководством профессора Йоити Мураками из Токийского института науки разработала структуру ковалентной органической сети (COF), которая использует крошечные «молекулярные роторы» для хранения информации. Их результаты были опубликованы в Journal of the American Chemical Society и отмечены ресурсом Notebookcheck.

В отличие от современной полупроводниковой памяти, этот кристалл COF спроектирован с ультранизкой плотностью, что даёт молекулярным роторам достаточно пространства для вращения и удержания ориентации. Каждый ротор действует как переключаемый бит, потенциально служа строительным блоком для энергонезависимой памяти, такой как ПЗУ (постоянное запоминающее устройство).

Чтобы быть полезными, эти роторы должны были соответствовать четырём условиям: реагировать на электрическое поле, сохранять своё положение стабильным при комнатной температуре, вращаться без помех и выдерживать высокие температуры.

По словам исследователей, материал соответствует всем четырём требованиям. Роторы остаются стабильными в повседневных условиях, могут выдерживать до 150°C, а вся структура не разрушается почти до 400°C. Ориентацию данных также можно надёжно переключать под сильными электрическими полями или при нагреве выше 200°C.

Это первый случай, когда такая производительность была достигнута с материалом COF, что решает давнюю проблему в исследованиях молекулярной памяти. Хотя практические устройства хранения данных на основе этой технологии появятся ещё через несколько лет, этот подход в конечном итоге может позволить гораздо более плотное хранение, чем возможно сегодня.

При дальнейшей разработке память на молекулярных роторах может позволить размещать значительно больше данных в чипах меньшего размера — что потенциально повлияет на всё: от смартфонов и носимых устройств до устройств Интернета вещей.

ИИ: Это исследование выглядит многообещающе, особенно учитывая растущие потребности в хранении данных. Если технология будет коммерциализирована, это может кардинально изменить ёмкость наших устройств без увеличения их физических размеров.