Az osztrák TU Wien kutatói a Cerabyte adattároló vállalattal együttműködve olyan apró QR-kódot hoztak létre, amely mindössze 1,98 négyzetmikrométeres területet foglal el, így kisebb a legtöbb baktériumnál, és kizárólag elektronmikroszkóppal tehető láthatóvá, teljesítményüket pedig hivatalosan is elismerte a Guinness Rekordok Könyve.

Az eredmény ugyan első pillantásra pusztán méretbeli bravúrnak tűnhet, valójában azonban a hosszú távú adattárolás szempontjából jelent áttörést, mivel a hagyományos mágneses és elektronikus adathordozók gyakran néhány év alatt elveszítik a rajtuk tárolt információt, különösen akkor, ha nem biztosítanak folyamatos áramellátást és hűtést.

„Az általunk létrehozott szerkezet annyira finom, hogy optikai mikroszkóppal egyáltalán nem látható” – mondta Paul Mayrhofer professzor, a TU Wien Anyagtudományi és Technológiai Intézetének munkatársa, majd hozzátette, önmagában a mikrométeres lépték nem számít különlegességnek, hiszen ma már egyedi atomokból álló mintázatok is előállíthatók, ugyanakkor ezek nem feltétlenül eredményeznek stabil és megbízhatóan olvasható kódot.

Ez mpst nagyon más

Rendkívül kis mérettartományban ugyanis az atomok elmozdulhatnak vagy kitölthetik az apró hézagokat, ami az eltárolt információ torzulásához vagy eltűnéséhez vezethet, ennek ellenére a kutatócsoport olyan megoldást dolgozott ki, amely hosszú távon is stabil szerkezetet biztosít. „Valami alapvetően mást valósítottunk meg, egy apró, de stabil és ismételten olvasható QR-kódot hoztunk létre” – hangsúlyozta Mayrhofer.

A ScienceDaily azt írja, a tartósság kulcsa a speciális kerámiaanyag, amelyet eredetileg nagy teljesítményű vágószerszámok bevonataként alkalmaznak, mivel extrém körülmények között is megőrzi szerkezeti stabilitását.

Erwin Peck és Hajas Bálint elmondása szerint éppen ez a rendkívüli ellenálló képesség teszi alkalmassá az anyagot adattárolásra, hiszen a vékony kerámiarétegbe fókuszált ionnyaláb segítségével vésték bele a QR-kód mintázatát, amelynek egyes pixelei mindössze 49 nanométeresek, vagyis körülbelül tízszer kisebbek a látható fény hullámhosszánál.

A minta emiatt normál körülmények között teljesen láthatatlan, ugyanakkor elektronmikroszkóppal egyértelműen és megbízhatóan kiolvasható, ami lehetővé teszi, hogy rendkívül kis felületen jelentős mennyiségű adatot tároljanak. A kutatók számításai szerint egyetlen A4-es lap méretű területen több mint 2 terabájtnyi információ férne el ezzel az eljárással, miközben az adathordozó energiaellátás és karbantartás nélkül is megőrizheti tartalmát akár évszázadokon vagy évezredeken át.

Az információs korszak

Alexander Kirnbauer arra hívta fel a figyelmet, hogy az információs korszakban élünk, mégis meglepően rövid élettartamú adathordozókra bízzuk tudásunkat, amelyek néhány év alatt adatvesztést szenvedhetnek, különösen folyamatos energiaellátás nélkül. „A kerámiaalapú tárolással hasonló megközelítést alkalmazunk, mint az ókori kultúrák, amelyek kőbe vésték felirataikat, és ezeket ma is el tudjuk olvasni” – fogalmazott, hozzátéve, hogy stabil és inert anyagokba írják az információt, amely így a jövő generációi számára is hozzáférhető maradhat.

A megoldás emellett energiahatékonysági szempontból is előnyös, hiszen a modern adatközpontok jelentős áramfogyasztásával és hűtési igényével szemben a kerámiába vésett adatok megőrzéséhez nincs szükség folyamatos energiafelhasználásra, ami hosszabb távon a környezeti terhelés csökkentéséhez is hozzájárulhat.

Igazi rekordról van szó

A rekordhitelesítési folyamatot a TU Wien és a Cerabyte szakemberei tanúk jelenlétében végezték el, a Bécsi Egyetem pedig független ellenőrzőként vett részt az eljárásban, miközben a TU Wien USTEM központja biztosította a nagy felbontású elektronmikroszkópos vizsgálatokhoz szükséges infrastruktúrát. Az új QR-kód mérete mindössze 37 százaléka a korábbi rekorderének, ami jól mutatja az elért technológiai előrelépést.

Kirnbauer szerint a most hitelesített világrekord csupán a kezdet, mivel a kutatók további anyagok alkalmazását, az írási sebesség növelését és ipari léptékben is skálázható gyártási folyamatok kidolgozását tervezik, emellett azt is vizsgálják, miként lehet a QR-kódoknál jóval összetettebb adatszerkezeteket gyorsan, robusztusan és energiahatékony módon kerámia vékonyrétegekbe rögzíteni és megbízhatóan kiolvasni.