Znanstvenici su stvorili molekularne magnete koji pamte podatke 100 sekundi na temperaturi od 40 kelvina — što otvara vrata pohrani podataka na razini pojedinačnih molekula.
Istraživači Sveučilišta u Manchesteru i Australskog nacionalnog sveučilišta objavili su u časopisu Nature Communications novu klasu molekularnih magneta koji spajaju najbolja svojstva dosadašnjih dizajna. Riječ je o materijalima sposobnima pohraniti magnetsku informaciju unutar pojedinačnih molekula, što ih čini kandidatima za tehnologije pohrane podataka iznimno velike gustoće.
Voditelj istraživanja David Mills, profesor anorganske kemije u Manchesteru, kaže da su najbolji dosadašnji jednomolekularni magneti briljirali svaki u svom području. Njihov cilj bio je spojiti te prednosti u jednu molekulu. Pažljivom kontrolom strukture oko atoma disprozija proizveli su materijale koji se ističu u više ključnih mjera magnetske memorije.
Spajanje dva uspješna dizajna
Tim je kombinirao ciklopentadienilne ligande, koji osiguravaju krutu molekularnu strukturu, s amidnim ligandima koji tvore posebno kratke veze disprozij-dušik. Rezultat su molekule s gotovo linearnom geometrijom i kutovima od približno 172 stupnja — što se smatra ključnim za njihovo iznimno magnetsko ponašanje.
Novi materijali pokazuju temperaturu magnetske histereze do 92 kelvina, a magnetsku informaciju zadržavaju 100 sekundi na temperaturama do 40 kelvina. To je znatno bolje zadržavanje magnetske memorije u odnosu na ranije sustave s disprozijem i amidnim ligandima.
Put prema višim radnim temperaturama
Kontrola geometrije spojeva lantanoida oduvijek je bila glavni izazov jer je kemijsko vezanje u tih elemenata nedirekcionalno. Mills objašnjava da su gotovo linearni spojevi disprozija dugo bili predviđani kao najbolji jednomolekularni magneti, no tek je sada moguće dosljedno proizvesti ciljane molekule pažljivo odabranim kombinacijama liganada.
Sposobnost stvaranja magneta s memorijskim učincima na višim temperaturama širi mogućnosti njihove upotrebe u uređajima za pohranu velike gustoće. To dolazi u vrijeme kad potražnja za pohranom podataka raste brže nego ikad.
Postavlja se pitanje koje istraživači nisu postavili: koliko smo blizu komercijalnoj primjeni ove tehnologije i kakav će utjecaj imati na potrošnju energije podatkovnih centara koji već danas troše ogromne količine električne energije? S obzirom na europske energetske izazove i ovisnost o uvozu tehnologija, razvoj vlastitih rješenja za pohranu podataka nije samo znanstveno pitanje, nego i strateški interes.