Android

Nanoteknikforskare säger att de har uppnått ett genombrott som kan passa innehållet på 250 DVD-skivor på en myntstor yta och kan också få konsekvenser för bildskärmar och solceller.

Så här kopierar du CD-skivor via iTunes

Så här kopierar du CD-skivor via iTunes
Anonim

Mer täta förpackade molekyler kan innebära mer datapaket i ett visst utrymme, högupplösta skärmar och effektivare solceller, enligt forskare Thomas Russell och Ting Xu. Detta kan omvandla mikroelektronik och lagringsindustrin, sa de. Russell är chef för Materials Research Science and Engineering Center vid Amherst och en besöksprofessor vid Berkeley, och Xu är en biträdande professor i kemi och materialvetenskap och teknik.

[Ytterligare läsning: Bästa NAS-lådor för media streaming och backup]

Russell och Xu upptäckte ett nytt sätt att skapa block-sampolymerer, eller kemiskt olikartade polymerkedjor som sammanfogar sig själva. Polymerkedjor kan gå ihop i ett exakt mönster som är lika långt ifrån varandra, men forskning under de senaste 10 åren har visat att mönstren bryter upp som forskare försöker göra mönstret ett större område.

Russell och Xu användes kommersiellt tillgängliga, konstgjorda safirkristaller för att styra polymerkedjorna i exakta mönster. Uppvärmning av kristallerna till mellan 1300 och 1500 grader Celsius (2,372 till 2,732 grader Fahrenheit) skapar ett mönster av sågtandskenor som de använde för att styra sammansättningen av block-sampolymererna. Med den här tekniken är den enda gränsen mot storleken på en grupp av block-sampolymerer storleken på safiren, sa Xu. När en safir är uppvärmd och mönstret skapas kan mallen återanvändas. Både kristallerna och polymerkedjorna kunde erhållas kommersiellt, sade Xu. "Varje ingrediens vi använder här är inget speciellt," sa Xu.

Forskarna sa att de uppnådde en lagertäthet på 10 Tb (125 GB) per kvadrat tum, vilket är 15 gånger densiteten hos tidigare lösningar, utan några defekter. Med den här tätheten kan de data som lagras på 250 DVD-skivor passa på en yta av en kvarts i USA, som är 25,26 millimeter i diameter, sa forskarna. Det kan också vara möjligt att uppnå en högupplösta bild med 3 nanometer pixlar, potentiellt lika stora som en jumbotronstadion, sa Xu. En annan möjlighet är mer täta fotovoltaiska celler som fånga solens energi mer effektivt.

Russell och Xus inställning skiljer sig från hur andra forskare har försökt öka lagertätheten. De flesta har använt optisk litografi, som skickar ljus genom en mask på en ljuskänslig yta. Den processen skapar ett mönster för att styra sampolymererna i montering.

Den nya tekniken kan skapa chipfunktioner bara 3nm över, långt överträffande aktuella mikroprocessortillverkningstekniker, som på sitt bästa skapar funktioner om 45nm över. Fotolitografi går in i grundläggande hinder för att uppnå större densitet, och det nya tillvägagångssättet använder mindre miljöskadliga kemikalier, sa Xu. Men faktiskt att tillämpa tekniken på processorer skulle innebära vissa utmaningar, till exempel behovet av att skapa slumpmässiga mönster på en CPU, sade Xu.

Ett sådant språng framåt i lagertätheten skulle kunna förändra antingen den mängd innehåll som en person kunde bära med sig eller kvaliteten på media som levereras på skivor, säger Nathan Brookwood, huvudanalytiker vid Insight64. Det kan till exempel låta filmer bli till hologram, sa han.

"Precis när vi tycker att vi är så tekniskt sofistikerade i vad vi kan göra, kommer någon med ett begrepp som detta, vilket har potential att fundamentalt förändra ekonomin på så många olika områden", säger Brookwood.

Ultrahög -definitionsdisplayer har mindre praktisk potential, enligt IDC-analytiker Tom Mainelli. Dagens bild- och videostandarder, inklusive de som används i HDTV, kunde inte utnyttja en bildskärm med 3nm pixlar, sa han. Och när det gäller bildskärmar är priset ett kung.

"Du kan se hur det skulle vara ett värde för den nivån av precision (inom ett område som medicinsk bildbehandling) … men talar vi om en [US] $ 10.000 display? " Mainelli sa.

Insight64s Brookwood sa att tekniken, för vilken Berkeley och Amherst har ansökt om patent, hakar tillbaka till grundläggande genombrott som skapade IT-branschen, säger han. "Det är den här typen av grundläggande materialforskning som har skapade de möjligheter som har gjort Silicon Valley och amerikanska tillverkningen bra, säger Brookwood. "De senaste åren (i USA) har det funnits färre och färre personer som arbetar på denna nivå av grundläggande saker", sa han.