Исследователи из Токийского научного института разработали уникальный материал, который открывает новые возможности для хранения информации на молекулярном уровне. Благодаря этому достижению появляется перспектива создания устройств, способных размещать больше данных на еще меньшей площади.
Об этом сообщает ProIT
Как работают молекулярные роторы
Молекулярные роторы — это крошечные группы молекул, способные выполнять повторяющиеся однонаправленные вращательные движения под действием энергии. Такие свойства позволяют им выполнять роль переключателей, которые можно использовать для записи и считывания информации. До сих пор внедрение этих технологий тормозилось рядом сложных требований: роторы должны управляться электрическим полем, сохранять стабильность при комнатной температуре, а также вращаться без препятствий даже при высоких температурах — до 150°С.
На протяжении многих лет ученые пытались создать молекулярные роторы, соответствующие этим критериям, однако сталкивались с физическими и химическими ограничениями. Важно, чтобы вокруг ротора оставалось свободное пространство для вращения, а сами молекулы не теряли своих свойств под воздействием внешних факторов.
Инновации японских ученых и перспективы технологии
Группа японских ученых под руководством профессора Ёити Мураками разработала ковалентный органический каркас с кристаллической структурой сверхнизкой плотности. Такая архитектура обеспечивает достаточно пространства для вращения молекулярных роторов под воздействием электрических полей, одновременно гарантируя их стабильность даже при температуре окружающей среды. Важным преимуществом нового материала является его способность выдерживать нагревание до 400°С.
«Это прорыв, поскольку наши ковалентные органические каркасы представляют собой редкое твердое тело, в котором дипольные роторы могут переворачиваться при нагревании до температуры выше 200°C или при воздействии сильных электрических полей, но их ориентация может сохраняться в течение длительного времени при температуре окружающей среды», — объясняет профессор Ёити Мураками.
Несмотря на то, что в ближайшее время коммерческого внедрения этой технологии в электронику не ожидается, открытие уже сейчас закладывает основу для создания энергонезависимых устройств нового поколения. В будущем это позволит значительно повысить плотность хранения данных, обеспечивая возможность сохранять большие объемы информации на устройствах компактных размеров.
Результаты исследования были опубликованы в журнале ACS.