Прорыв в молекулярных материалах может привести к сверхплотной памяти
Учёные из Института науки Токио под руководством профессора Ёити Мураками разработали новый материал — ковалентный органический каркас (COF), внутри которого встроены крошечные «молекулярные роторы». Эта технология, опубликованная в Journal of the American Chemical Society и отмеченная изданием Notebookcheck, может стать основой для сверхплотных устройств хранения данных, способных вместить в разы больше информации, чем современные NAND-чипы.
Как работают молекулярные роторы
В отличие от полупроводниковой памяти, COF-кристалл имеет ультранизкую плотность, что создаёт свободное пространство для вращения роторов. Каждый такой ротор способен изменять ориентацию под воздействием электрического поля или тепла и выступать в роли переключаемого бита. Таким образом, кристалл может выполнять функцию энергонезависимой памяти.
Чтобы технология стала применимой, роторам требовалось соответствовать сразу четырём условиям:
- реагировать на электрическое поле;
- сохранять устойчивость при комнатной температуре;
- свободно вращаться без помех;
- выдерживать нагрев до высоких температур.
По словам исследователей, материал удовлетворяет всем требованиям: роторы остаются стабильными при обычных условиях, выдерживают нагрев до 150 °C, а сам каркас разрушается лишь при температуре около 400 °C. Переключение ориентации возможно как при воздействии сильного электрического поля, так и при нагреве выше200 °C.
Значение открытия
Это первый случай, когда COF-материал демонстрирует такие характеристики, снимая давние ограничения в области молекулярной памяти. Если разработка будет доведена до практических устройств, она позволит создавать чипы, способные хранить значительно больше данных в меньших объёмах.
Потенциальные применения включают смартфоны, носимую электронику, IoT-устройства и другие сферы, где требуется компактная, но ёмкая память.
