Um grupo de cientistas chineses publicou um artigo na revista Nature intitulado “Lógica molecular de discos rígidos para armazenamento criptografado de grandes quantidades de dados”. Os pesquisadores demonstraram a capacidade de registrar até 96 estados em cada “ponto” da unidade, o que pode ser comparado à tecnologia de uma célula NAND 3D de seis bits. Isso pode ser um avanço na criação de dispositivos de armazenamento de alta capacidade do futuro.
Fonte da imagem: Nature 2025
A conquista foi confirmada experimentalmente usando um microscópio de força atômica. A ponta do microscópio mediu o relevo da superfície do “disco rígido molecular” e o nível de carga em cada ponto de registro.
O bloco experimental do promissor dispositivo de armazenamento consistia em aproximadamente 200 moléculas complexas organometálicas (OCM) que, durante o processamento, se montaram independentemente em uma monocamada na superfície do substrato. A leitura e a escrita foram realizadas utilizando uma ponta de microscópio de força atômica condutiva (C-AFM) com raio de trabalho de 25 nm.
As informações digitais eram registradas alterando os estados físico-químicos das moléculas (usando reações de oxidação-redução), o que resultava no acúmulo de um certo número de íons no ponto de gravação. Durante a leitura, foi medida a corrente que flui através do material e da ponta do microscópio. Quanto mais íons eram acumulados durante o processo de escrita, maior era a corrente durante a leitura. No experimento, seu valor variou de picoamperes a microamperes.
Além disso, um espelho foi instalado no topo da ponta, para onde o feixe de laser foi direcionado. À medida que o nanorrelevo mudava, a ponta do microscópio se movia, fazendo com que o sinal refletido flutuasse. Esse sinal foi recebido por um fotodetector, registrando a mudança na altura do revestimento, que também pode ser usado para codificar informações em um disco rígido molecular.
Graças ao aumento da profundidade de bits de armazenamento de dados em cada ponto de gravação, o volume total do disco rígido molecular pode ser reduzido em 16,7% em comparação aos HDDs tradicionais com o mesmo volume de dados. No futuro, será possível atingir um número ainda maior de estados de condutividade, o que aumentará a profundidade de bits de cada ponto de gravação e aumentará a densidade de armazenamento.
Os autores também consideram a possibilidade de criar um novo formato de disquete: “No futuro, por meio de uma combinação de design molecular inteligente, estratégia de síntese, montagem separada de moléculas individuais e o uso de substratos flexíveis, os discos rígidos moleculares podem até se tornar disquetes para dispositivos digitais portáteis com alta densidade de gravação e maior segurança.”
Entretanto, é importante ressaltar que a vida útil das pontas de microscópio de força atômica continua limitada, o que não nos permite falar sobre a comercialização iminente de HDDs moleculares. Ao escanear continuamente uma superfície, a ponta do microscópio se desgasta dentro de 5 a 50 horas, o que continua sendo um sério obstáculo técnico.