Discos rígidos com grafeno armazenam 10 vezes mais dados

Redação do Site Inovação Tecnológica - 08/06/2021

O grafite é composto por camadas de grafeno, o que explica o ótimo comportamento termal e lubrificante do material.
[Imagem: N. Dwivedi et al. - 10.1038/s41467-021-22687-y]

HD com revestimento de grafeno

O grafeno pode ser usado para fabricar discos rígidos de densidade ultra-alta (HDD), com um salto de até dez vezes em comparação com as tecnologias atuais.

Mas, desta vez, o chamado "material maravilha" não cumpre um papel ativo: Ele simplesmente substitui o material isolante de carbono já usado nos discos rígidos atuais.

Os HDs contêm dois componentes principais: os pratos e uma cabeça de gravação e leitura. Os dados são gravados nos pratos usando a cabeça magnética, que se move rapidamente acima deles conforme giram. O espaço entre a cabeça e o prato diminui continuamente para permitir densidades mais altas e maior velocidade nas operações.

Para evitar danos acidentais e corrosão, os pratos recebem uma cobertura que serve duplamente para proteção e para lubrificação. Como o grafite é um excelente lubrificante seco, esses revestimentos são feitos à base de carbono.

Acontece que, quanto mais espessa essa camada de carbono, maior é a distância entre a cabeça de leitura e gravação e os dados propriamente ditos, registrados na camada ativa do prato. Assim, uma melhor proteção vem em detrimento de uma menor densidade de armazenamento.

As técnicas de fabricação e aplicação do grafeno permitiram melhorar muito a camada protetora dos discos rígidos.
[Imagem: N. Dwivedi et al. - 10.1038/s41467-021-22687-y]

Gravação assistida por calor

Como o grafeno é carbono puro, Neeraj Dwivedi e colegas da Universidade de Cambridge, no Reino Unido, perceberam que é possível usar as técnicas para sua fabricação na deposição direta dessa camada de revestimento carbônico sobre os pratos dos HDs.

O que eles não esperavam é que o resultado fosse tão significativo: As camadas ultrafinas de carbono permitiram reduzir pela metade o atrito, reduzir em 2,5 vezes a suscetibilidade do material à corrosão e, principalmente, reduzir a distância entre a cabeça e o prato o suficiente para abrir caminho para uma nova tecnologia que permite o aumento da capacidade de armazenamento de dados.

Essa nova tecnologia consiste em uma cabeça de leitura e gravação especial, assistida por calor, uma nova tecnologia que permite um aumento na densidade de armazenamento aquecendo rapidamente a camada de gravação - essa tecnologia é conhecida como HAMR (Heat-Assisted Magnetic Recording, ou gravação magnética assistida por calor).

Os revestimentos carbônicos atuais não suportam essas altas temperaturas, mas as múltiplas camadas de grafeno suportaram muito bem. Assim, a HAMR, em conjunto com o revestimento de grafeno, forneceu uma densidade de dados sem precedentes, superior a 10 terabytes por polegada quadrada - na verdade, a gravação assistida por calor tem potencial para armazenar 100 vezes mais dados que a tecnologia atual.

"Demonstrar que o grafeno pode servir como revestimento protetor para unidades de disco rígido convencionais e que ele é capaz de resistir às condições HAMR é um resultado muito importante. Isso impulsionará ainda mais o desenvolvimento de novas unidades de disco rígido de alta densidade por área," disse a professora Anna Ott, uma das coordenadoras da equipe.

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