Obstaja pregovor, da količina podatkov vedno raste, dokler ne zapolni vsega razpoložljivega prostora. Morda je bilo pred dvajsetimi leti običajno v računalnik shranjevati programsko opremo, glasbo MP3, filme in druge datoteke, ki bi se lahko nabrale v preteklih letih. V tistih dneh, ko so trdi diski lahko zadrževali več deset gigabajtov pomnilnika, so se skoraj neizogibno končali preplavili.
Zdaj, ko je na voljo hiter širokopasovni internet in niti ne pomislimo na prenos 4,7 GB DVD-ja, je shranjevanje podatkov še hitrejše. Ocenjuje se, da se bo skupna količina podatkov, shranjenih v računalnikih po vsem svetu, povečala s 4,4 bilijona gigabajtov leta 2013 na 44 bilijonov leta 2020. To pomeni, da dnevno povprečno ustvarimo približno 15 milijonov gigabajtov. Čeprav se trdi diski zdaj merijo v tisoč gigabajtih in ne v desetinah, imamo še vedno težave s shranjevanjem.
Veliko raziskav in razvoja je namenjenih iskanju novih načinov shranjevanja podatkov, ki bi omogočili večjo gostoto in s tem shranjevanje več informacij z večjo energetsko učinkovitostjo. Včasih je to posledica posodabljanja znanih in dobro znanih metod. IBM je na primer nedavno napovedal novo tehnologijo. Njihov magnetni trak lahko shrani 25 gigabajtov informacij na kvadratni palec (približno 6,5 kvadratnih centimetrov) - nov svetovni rekord za tehnologijo, staro šestdeset let. Čeprav imajo današnji trdi diski na trdnem stanju večjo gostoto, okoli 200 gigabajtov na kvadratni palec, se magnetni trakovi še vedno pogosto uporabljajo za varnostno kopiranje podatkov.
Vendar se sodobne raziskave na področju shranjevanja podatkov že ukvarjajo s posameznimi atomi in molekulami, kar je objektivno zadnja meja tehnološke miniaturizacije.
Monatomskim in mono-molekularnim magnetom ni treba komunicirati s sosednjimi, da bi ohranili magnetni spomin. Bistvo je, da tu spominski učinek izhaja iz zakonov kvantne mehanike. Ker so atomi ali molekule veliko manjši od trenutno uporabljenih magnetnih domen in jih je mogoče uporabiti posamično, ne pa v skupinah, jih je mogoče "bolj zapakirati", kar bi lahko povzročilo velik skok v gostoti podatkov.
Tovrstno delo z atomi in molekulami ni več znanstvena fantastika. Učinki magnetnega pomnilnika pri eno-molekulskih magnetih so bili prvič odkriti že leta 1993, podobni učinki za eno-atomske magnete pa so bili dokazani leta 2016.
Glavna težava, s katero se soočajo te tehnologije od laboratorija do množične proizvodnje, je ta, da še ne delujejo pri običajnih temperaturah okolice. Tako enojni atomi kot eno molekularni magneti zahtevajo hlajenje s tekočim helijem (do temperature - 269 ° C), kar je drag in omejen vir. Vendar pa je pred kratkim raziskovalna skupina na univerzi v Manchestru School of Chemistry dosegla magnetno histerezo ali pojav učinka magnetnega spomina v magnetnem magnetu pri - 213 ° C z uporabo nove molekule, pridobljene iz redkozemeljskih elementov, kot je navedeno v njihovem pismu v revijo Nature. Tako, ko so skočili za 56 stopinj, so bili od temperature tekočega dušika le 17 stopinj.
Vendar pa obstajajo tudi druge težave. Za dejansko shranjevanje posameznih bitov podatkov je treba molekule pritrditi na površine. To smo že v preteklosti dosegli z eno molekularnimi magneti, pri zadnji generaciji visokotemperaturnih magnetov pa ne. Hkrati se je ta učinek že pokazal na posameznih atomih, pritrjenih na površini.
Promocijski video:
Končni test je prikaz nestruktivnega branja informacij iz posameznih atomov in molekul. Ta cilj je leta 2017 prvič dosegla skupina raziskovalcev iz IBM-a, ki je pokazala najmanjšo magnetno shranjevalno napravo, zgrajeno z monatomskim magnetom.
Vendar pa ne glede na to, ali se bodo monatomske in eno molekularne pomnilniške naprave dejansko uporabile v praksi in postale široko razširjene, dosežkov temeljne znanosti v tej smeri ne moremo priznati kot preprosto fenomenalne. Metode sintetične kemije, ki so jih razvile raziskovalne skupine, ki delujejo z eno molekularnimi magneti, danes omogočajo ustvarjanje molekul s posameznimi magnetnimi lastnostmi, ki bodo našle uporabo v kvantnem računanju in celo pri slikanju z magnetno resonanco.
Igor Abramov