Moléculas individuais se auto-organizam para armazenar dados

Redação do Site Inovação Tecnológica - 15/01/2019

Nesta ilustração, um elemento de armazenamento de dados - consistindo de apenas 6 átomos de xenônio - é liquefeito por um pulso elétrico.
[Imagem: University of Basel/Department of Physics]

Dados em moléculas

Obter a maior capacidade de armazenamento no menor espaço possível é essencial para que você possa comprar HDs com mais terabytes sem precisar pagar tera-Reais por eles.

Em quase todas as formas de mídia, são usadas transições de fase para armazenamento. Para a criação de um CD, por exemplo, é usada uma folha muito fina de metal dentro do plástico, que se funde em microssegundos e depois solidifica novamente.

Já foram feitas várias demonstrações de mudança de fase no nível de átomos ou moléculas individuais, levando a capacidade de armazenamento de dados ao extremo. Contudo, esses dispositivos são muito trabalhosos e caros de se fabricar, continuando restritos aos protótipos de laboratório.

Agora, Aisha Ahsan e colegas da Universidade da Basileia, na Suíça, criaram uma técnica que permite controlar o estado físico de apenas alguns átomos ou moléculas dentro de uma rede cristalina.

Auto-organização

Para não cair no mesmo problema das demonstrações anteriores - a dificuldade de fabricação - Ahsan se baseou na auto-organização espontânea das moléculas em extensas redes com poros de cerca de um nanômetro.

Para isso, ela criou uma rede organometálica que se parece com uma peneira com furos precisamente definidos. Quando as conexões e condições certas são escolhidas, as moléculas se organizam de forma independente em uma estrutura supramolecular regular.

A seguir, Ahsan adicionou átomos do gás xenônio individuais nos nanoporos. Usando mudanças de temperatura e pulsos elétricos aplicados localmente, ela demonstrou ser possível controlar o estado físico dos átomos de xenônio entre as fases sólida e líquida. Os experimentos consistiram na alteração de fase tanto em poros individuais - contendo um único átomo de xenônio - quanto em toda a rede ao mesmo tempo.

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Micrografia e ilustração da gravação dos bits moleculares.
[Imagem: Aisha Ahsan et al. - 10.1002/smll.201803169]

Aumentando a temperatura

O aparato inteiro ainda não está pronto para ir para indústria porque o controle em nível atômico exige temperaturas perto do zero absoluto - outros pesquisadores já conseguiram manipular átomos individuais a temperatura ambiente.

Mas a demonstração comprova que as redes supramoleculares são adequadas para a fabricação de nanoestruturas nas quais as mudanças de fase possam ser induzidas em poucos átomos ou moléculas.

"Nós agora vamos testar moléculas maiores, bem como álcoois de cadeia curta. Eles mudam de estado a temperaturas mais altas, o que significa que pode ser possível tirar proveito deles," disse o professor Thomas Jung, coordenador da equipe.

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