Mokslininkai sukūrė pirmąjį holografinį optinį diską grafeno pagrindu

Mokslininkams Australijoje pavyko sukurti pirmąjį grafeno optinį diską. Dėl stebuklingų grafeno savybių, kalbame ne tik apie Blu-ray ar DVD diską, kurio įrašantysis sluoksnis pakeistas grafenu, bet apie milžiniškos talpos holografinę atmintį, prigimtinį didelį saugumą ir tikriausiai apie gebėjimą atkurti duomenis netgi iš sulaužyto disko.

Min Gu ir kolegų iš Swinburne'o technologijos universiteto Melburne atliktas tyrimas prasidėjo nuo grafeno oksido (GO) vandeninės suspensijos. Tada ši suspensija buvo sumaišyta su polivinilalkoholiu (PVA), mišiniu padengtas besisukantis stiklinis diskas ir palikta išdžiūti. Gavosi diskas, padengtas GO polimeru. GO polimeras natūraliai stipriai fluorescenciškas, bet apšvietus jį dviejų fotonų femtosekundiniu lazeriu, paverčiamas redukuotu GO, kuris nėra fluorescenciškas. (Redukuotas GO iš esmės yra žemo lygio grafenas). Tada nesunku panaudoti kitą lazerį kartu su fotodetektoriui ir nefluorescuojančias vietas nuskaityti. Voilà – turime skaitomą ir rašomą GO polimero optinį diską.

Jei to dar negana, GO polimero įrašantysis sluoksnis pakankamai storas, kad nuskaitymo/įrašymo lazeriai galėtų būti sufokusuoti į daugelį sluoksnių. Redukuoto GO laužiamoj geba irgi gali būti moduliuojama, priklausomai nuo įrašančiojo lazerio panaudojimo. Kartu šie du faktoriai leidžia panaudoti GO polimero diskus kaip holografinę atmintį. Nesigilinant į holografinės atminties veikimo principus, pakaks pasakyti, kad taip galima sukurti neįtikėtiną duomenų tankį. Šiuo atveju australai sakosi pasiekę maždaug 0,2 Tb kubiniame centimetre tankį, arba 3,2 Tb kubiniame colyje (Tb/in3). Sunku palyginti holografines ir neholografines atmintis, bet kietieji diskai pamažu slenka link 1 terabito kvadratiniame colyje, tu tarpu Blu-ray diskų duomenų tankis keliomis dydžio eilėmis mažesnis, gigabitų kvadratiniame colyje lygyje.

Actual holograms written to the graphene oxide polymer optical disc

Išlaikydami tautinį identitetą, šias dvi hologramas GO polimerų diske įrašė Australijos mokslininkai

Įdomu, nors tyrimų dokumentuose neužsimenama, tyrimo vadovas Min Gu teigia, kad šie GO polimero diskai nėra skirti vien didelių duomenų kiekių saugojimui. „Įprastai informacija diske išsaugoma dvejetainių duomenų forma. Jei diskas sugadinamas, informacijos atgauti nebeina. Naujoji medžiaga leidžia sukurti superdiskus, leisiančius informaciją atgauti – netgi iš sudaužytų gabaliukų“. Gu nesako, kaip duomenys būtų atgaunami, bet tikriausiai tai kažkaip susiję su jo holografine prigimtimi.

Kaip jau pranešėme anksčiau, viena iš didžiausių grafeno komercinio panaudojimo kliūčių yra masinė jo gamyba. Kol kas nėra būdų gaminti didelius kiekius aukštos kokybės grafeno. Grafeno oksido redukavimas iki grafeno ypatingai domina, nes tai paprasta ir gali būti atliekama plačiu mastu, bet kol kas taip gaunamas grafenas yra prastos kokybės. Tačiau tai nesulaikė nuo tokių šaunių tyrimų, kaip atliekami Swinburne'e ir panašaus darbo, kurį atlieka UCLA, naudojusi DVD įrašymo įrenginį, kurdama grafeną, panaudotą ubersuperkondensatorių kūrimui.

Tyrimo dokumentacija: doi:10.1038/srep02819 – "Giant refractive-index modulation by two-photon reduction of fluorescent graphene oxides for multimode optical recording"

[Paveikslėlis viršuje yra Blu-ray diskas, ne naujasis GO polimero diskas, sukurtas Swinburne'e.]

Sebastian Anthony
www.extremetech.com

   

Facebook komentarai