Miniatúrny QR kód menší ako baktéria je z tenkej keramickej vrstvy a vyniká svojou stabilnosťou aj úložnou kapacitou.
QR kód je voľným okom neviditeľný, dá sa ale prečítať pod elektrónovým mikroskopom. Zdroj: TU Wien
Výskumníci z tímu Technickej univerzity vo Viedni (TU Viedeň) v spolupráci s odborníkmi zo spoločnosti Cerabyte, vyvíjajúcej technológie na skladovanie dát, vytvorili najmenší QR kód na svete. Kód, ktorý je už oficiálne zapísaný aj v Guinnessovej knihe rekordov, je taký miniatúrny, že sa dá rozpoznať len prostredníctvom elektrónového mikroskopu.
Sľubná technológia
Prínos QR kódu s plochou len 1,98 mikrometra štvorcového spočíva nielen v miniatúrnej veľkosti, ale aj vo veľkom potenciáli dlhodobého ukladania dát.
Bežné magnetické alebo elektrické pamäťové médiá majú väčšinou životnosť len niekoľko rokov. Ak sa však informácie zapisujú bit po bite do keramických materiálov, môžu prežiť stovky alebo dokonca tisíce rokov.
Nielen malý, ale aj stabilný
„Štruktúra, ktorú vytvárame, je taká jemná, že nie je rozpoznateľná ani pomocou svetelných mikroskopov,“ uvádza v tlačovej správe profesor Paul Mayrhofer z Ústavu materiálovej vedy a technológie Technickej univerzity vo Viedni.
„To však na tom nie je to najpozoruhodnejšie. Štruktúry v rozsahu mikrometrov dnes nie sú ničím nezvyčajné, dokonca sa dnes dajú vyrábať aj vzory z jednotlivých atómov. Tým však ešte nevzniká stabilný, čitateľný kód.“
Jednotlivé atómy môžu difundovať, migrovať na iné miesta, medzery sa vyplnia a uložená informácia sa stratí. „To, čo sme urobili, je niečo úplne iné,“ vysvetľuje Mayrhofer. „Vytvorili sme malý, ale stabilný a opakovane čitateľný QR kód.“
Jednotlivé obrazové body kódu majú veľkosť len 49 nanometrov. Zdroj: TU Wien
Tenké filmy z keramiky
Vo vzťahu k úspechu je rozhodujúci správny výber materiálu. Erwin Peck a Balint Hajas, ktorí sa na vývoji miniatúrneho QR kódu tiež podieľali, bádajú v oblasti tenkých keramických filmov. Tie sa používajú aj na povrchovú úpravu vysokovýkonných nástrojov. „Pri vysokovýkonných nástrojoch je dôležité, aby zostali materiály stabilné a odolné aj v extrémnych podmienkach. A práve toto robí tieto materiály ideálne na ukladanie dát,“ vysvetľujú vedci v uverejnenej tlačovej správe.
Pomocou fokusovaných iónových lúčov vyfrézoval tím QR kód do tenkej keramickej vrstvy. Jednotlivé obrazové body majú veľkosť len 49 nanometrov – jedna vlnová dĺžka viditeľného svetla je približne desaťkrát väčšia. Kód je tak absolútne neviditeľný, jeho detaily nie je možné fyzicky rozlíšiť viditeľným svetlom. Ako sa však ukázalo, QR kód sa dá spoľahlivo prečítať pod elektrónovým mikroskopom.
Úložná kapacita tejto metódy je pozoruhodná: na ploche formátu A4 sa dá týmto spôsobom uložiť viac ako 2 terabajty dát a na rozdiel od bežných pamätí sú takéto keramické pamäte bez potreby energie takmer neobmedzene trvácne.
Dlhodobé úložisko v ére informačných technológií
Podľa vedcov dnes síce žijeme v ére informačných technológií, médiá, na ktoré svoje dáta ukladáme, však majú krátku životnosť. Magnetické a elektronické nosiče údajov často strácajú informácie už po niekoľkých rokoch. Stopy našej doby blednú bez neustáleho prísunu energie, chladenia a pravidelnej migrácie. Predchádzajúce kultúry vytesali svoje vedomosti do kameňa a tieto posolstvá pretrvali tisícročia.
„S keramickými pamäťovými médiami sledujeme podobný prístup ako staré kultúry, ktorých nápisy môžeme čítať dodnes,“ hovorí Alexander Kirnbauer. „Zapisujeme informácie do stabilných, inertných materiálov, ktoré pretrvajú v čase a zostanú úplne dostupné aj pre budúce generácie.“
Dôležité je tiež to, že tieto údaje sa na rozdiel od súčasných dátových centier, ktoré potrebujú obrovské množstvo elektrickej energie a zvyšujú tak uhlíkovú stopu ľudstva, uchovajú aj bez potreby energie a bez chladenia.
Zdroj: TS TU Wien
(zh)
