Escribiendo en la superficie de las moléculas: ¿los almacenes de datos del futuro?

Los avances en nanotecnología abren nuevas fronteras al conocimiento científico. En un mundo plagado de información, el problema de los próximos siglos será dónde almacenar y cómo gestionar tantos miles de millones de datos en tantas partes del mundo. Quizá el futuro pase por codificar los datos -utilizando el sistema binario de 1 y 0- y grabarlos en la superficie de las moléculas. No es ciencia ficción, aunque suene a tal.

Un estudio internacional en el que ha colaborado el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) ha logrado escribir información, en forma de ceros y unos, sobre una superficie cubierta de moléculas magnéticas. Los resultados de esta investigación, publicados en la revista Nature Communications, constituyen un avance en el camino hacia el almacenamiento de datos a gran escala.

“En los ordenadores, los discos duros almacenan datos codificando ceros y unos mediante magnetismo en pequeños sectores de superficie. Hacer lo mismo a escala atómica supondría multiplicar la capacidad de almacenamiento en millones de veces, reducir el gasto de energía del ordenador y aumentar la velocidad de lectura y escritura. Con los resultados de esta investigación nos estamos acercando un poco más a esa meta”,

explica el investigador del CSIC Nicolás Lorente, del Centro de Investigación en Nanociencia y Nanotecnología.

La ventaja que ofrecen las moléculas respecto a los átomos a la hora de codificar datos es su asimetría. “Un átomo es esférico respecto a su momento magnético. Es decir, es igual desde cualquier ángulo, y para poder escribir sobre él es necesario primero romper esa simetría, lo que es extremadamente difícil”, apunta Lorente.

Convertir las moléculas en minúsculas unidades de almacenamiento de un bit tampoco ha sido tarea sencilla para los investigadores. “La imantación es lo que permite escribir sobre las moléculas. Para transmitirles ese magnetismo lo que hicimos fue bombardearlas con haces de electrones. Sin embargo, vimos que el magnetismo variaba de una molécula a otra y nos preguntamos por qué unas se imantaban y otras no”, continúa Lorente. Los investigadores encontraron que la explicación de este fenómeno se hallaba en la geometría de las moléculas que modifica su estructura electrónica.

La investigación ha demostrado que los cambios en la geometría molecular alteran la imantación de las moléculas y que, además, esos cambios pueden ser reversibles, y por tanto controlables, mediante la exposición de las moléculas a bombardeos de electrones. El método para comprobar si una molécula está imantada es el efecto Kondo, que caracteriza el comportamiento de algunos conductores eléctricos a baja temperatura. “A voltajes pequeños, la aparición o ausencia del efecto Kondo implica grandes variaciones de la resistencia eléctrica. Esa resistencia es fácilmente medible”, añade el investigador del CSIC.

Esta tecnología tiene, por ahora, la limitación de que sólo es posible a muy bajas temperaturas, de 30 grados kelvin (unos -243ºC), muy alejadas de las habituales en la vida cotidiana.

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