Australianos criam molécula magnética para discos rígidos do futuro – pequenos e de supercapacidade

À medida que as tecnologias de gravação digital de dados se desenvolvem, o problema do armazenamento arquivístico não perde sua relevância. Pelo contrário, novas tecnologias para geração de conteúdo estão superando o ritmo de expansão do armazenamento. Nas palavras de Alice, da famosa obra de Carroll: “É preciso correr o máximo que você puder para se manter no mesmo lugar”. Cientistas australianos prometem “não ficar parados no mesmo lugar” em sistemas de gravação magnética, mas sim fazer um grande avanço ao introduzir ao mundo um ímã de molécula única.

Crédito da imagem: Jamie Kidston/ANU

O ímã de molécula única foi desenvolvido por uma equipe da Universidade Nacional Australiana (ANU) em colaboração com a Universidade de Manchester. Recursos computacionais do Pawsey Supercomputing Centre, na Austrália Ocidental, também foram utilizados. Um relatório sobre o trabalho foi publicado na última edição da revista Nature.

Atualmente, a gravação magnética é realizada utilizando uma enorme matriz de átomos em discos, organizados em domínios. Domínios vizinhos afetam-se negativamente, o que também impede o aumento da densidade de gravação em discos magnéticos. Um domínio do tamanho de uma molécula seria uma saída que levaria à gravação de dados de alta densidade, e trabalhos nessa direção estão em andamento. Mas, até o momento, todos os materiais propostos demonstram a estabilidade de domínios magnéticos ultrapequenos apenas em temperaturas muito baixas – cerca de 80 K (-193 ℃). Cientistas australianos entraram em uma região mais quente de temperaturas de trabalho, tendo descoberto uma molécula magnética estável a uma temperatura de 100 K (-173 ℃).

«O novo ímã de molécula única desenvolvido pela equipe de pesquisa pode manter seu estado magnético em temperaturas tão baixas quanto 100 Kelvin, o que é cerca de menos 173 graus Celsius, ou tão frias quanto uma noite lunar”, disse o coautor do estudo, Professor Nicholas Chilton, da ANU.

Obviamente, manter uma temperatura de -173°C em casa não é fácil. No entanto, para data centers, isso não é um problema. Essas temperaturas são facilmente alcançadas usando um refrigerante barato, como nitrogênio líquido. O slogan “Armazene dados no freezer” pode se tornar uma realidade urgente.

A molécula do ímã em si é um composto há muito conhecido do elemento de terra rara disprósio com dois átomos de nitrogênio. Em condições normais, todos os três átomos estão dispostos em zigue-zague, mas, graças à adição de um alceno, eles se alinham em uma linha reta quase perfeita, o que confere à molécula propriedades magnéticas.

Cientistas comprovaram teoricamente a estrutura de uma molécula magnética e calcularam suas propriedades usando um supercomputador e a mecânica quântica. As equações da mecânica quântica fornecem um resultado que coincide com os dados experimentais com precisão de 12 casas decimais. Portanto, os cálculos são confiáveis. A descoberta nos permitirá desenvolver e encontrar moléculas com características magnéticas ainda mais fortes, ou mantê-las a uma temperatura mais alta.

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