Обычно влага является врагом номер один электроники и компьютеров, но, как недавно было установлено группой ученых из Университета Пенсильвании, Университета Дрексела и Гарвардского университета, именно вода может стать одним из компонентов сверхъемкой компьютерной памяти.
Вообще же ученые занимались изучением ферроэлектрических наноструктур, в частности, нанонитей и нанострун. Как уже известно, наноструктурные ферроэлектрики могут положить начало производству "умных" материалов, так как их физические свойства могут изменяться в зависимости от окружения.
Случайно ученым удалось обнаружить изменение электродинамики нанострун при попадании их отдельных фрагментов в водную среду.
Наноструны из ферроэлектриков имеют диаметр всего-навсего в несколько атомов. Но это не мешает им быть отличными хранителями информации. На отдельных отрезках ферроэлектриков формируются диполи, которые и являются битами - т.е. наличие диполя воспринимается как "1", его отсутствие - как "0".
Однако диполи возникают на нанострунах спонтанно, и нельзя, например, записать информацию на нанонить и затем ее считать - настолько дипольные структуры нестабильны.
И в этом случае ученым случайно удалось обнаружить естественный "стабилизатор", который не дает случайным образом пропадать записанной информации. Им оказалась обычная вода, в которую ученые случайно поместили части нанострун.
Рис. 1. Ферроэлектрические наноструны
"Действительно, не верится, что отрезок наноструны диаметром в несколько атомов может хранить какую-либо информацию вообще, - говорит Джонатан Спэйнер, профессор материаловедения из Университета Дрексела. - Однако это правда - нам удалось создать стабильный переключаемый дипольный элемент, который может находиться в 2-х логических состояниях, кодирующих один бит информации. Результаты нашего исследования обязаны чистой случайности - мы просто хотели проверить, как повлияет водная среда на наноструны и будут ли ферроэлектрики смачиваться водой. Как оказалось, они прекрасно смачиваются, и, что самое главное - вода способствует "запоминанию" нанонитями битов-диполей".
Ученые подсчитали плотность хранения информации в "водной" памяти на основе ферроэлектрических нанонитей. Согласно их расчетам, в кубическом сантиметре можно будет хранить до 100000 терабит!
Для того, чтобы представить себе, насколько это много, приведем пример. Если снабдить такой памятью популярный плеер iPod, то можно хранить до трехсот тысяч лет (!) непрерывного звучания музыки, записанной в MP3 формате.
А если весь объем DVD-диска заменить на соответствующий объем нанопамяти, то его емкость составит до десяти тысяч лет просмотра видеофильмов в высоком качестве.
Естественно, это все будет возможно при успешной коммерциализации открытия (чем в настоящее время и занимаются ученые), которая зачастую длится не один год. Но, самое главное, мы теперь знаем - сверхъемкая память существует, ее можно сделать, и ее внедрение - всего лишь вопрос времени.
Статья с описанием работы ученых появилась в апрельском выпуске журнала Nano Letters.
