Moleculaire braille als nieuwe opslagmethode

Zwitsere onderzoekers hebben een nieuwe manier voorgesteld om hardeschijven te lezen en te beschrijven, te weten door middel van een gemodificeerde AFM microscoop. Omdat magnetische hardeschijven onbetrouwbaar worden als er slechts een paar magnetische moleculen worden gebruikt voor 1 bit kwamen de onderzoekers met het idee niet te vertrouwen op magnetische, maar op de positie van de moleculen. De posities van moleculen kunnen met een soort van AFM microscoop uiterst nauwkeurig bepaald en veranderd worden, en daarmee denken de onderzoekers de mensheid een dienst te bewijzen als over 4 jaar de grenzen van de magnetische schijf zijn bereikt.

Nadeel van deze techniek is dat voorlopig het schrijven en lezen met een AFM naald ontzettend traag is, maar daarom hebben de onderzoekers er 1024 parallel neergezet om toch nog een beetje snelheid te halen. Voorlopig is dus dit soort van opslag nog een ver eind van je bed vandaan, maar als over aantal jaren de problemen die bij deze techniek horen opgelost zijn zou het best mogelijk zijn om dit in je nieuwe Aldi of AH PC aan te treffen :

Commercial drives now hold between 6 and 15 billion bits per square inch. This magnetic storage technology will reach its limits in the next four or so years, when it has grown by a further 10-fold. If each bit is encoded in only a small number of magnetic atoms, they can no longer hold it reliably.

For over a decade, researchers have been exploring another option for information storage that promises densities at least four times greater than the best magnetic systems. This new approach is little more than a scaled-down version of the clay tablets used in antiquity.

A sharp needle, with a point only a few atoms across, inscribes marks in the surface of a soft material. The needle is fixed to the end of a thin, hard cantilever arm that can be moved with tremendous precision.

[...] The researchers stored about 20 times more information in this pitted film than is possible in current commercial magnetic hard drives. But the read-out rate remains small because of software limitations in interfacing the tip array with standard computer systems.

Lees het complete verhaal hier.

Reacties (33)

[Delerium]

Moleculaire technologie lijkt leuk maar is heel erg moeilijk toepasbaar nu en in de toekomst.
Het nadeel van zo'n STM naald (Scanning Tunneling Microscopy (nobelprijs 1986)) is dat de naald ook een aantal moleculen dik moet zijn (anders tunnelen elektronen niet zo goed). Zo'n naald kan natuurlijk ook breken en een nieuwe naald koop je niet bij de Aldi (laat staan dat je hem zelf monteert).

Een alternatieve naald is in de maak. Er kan bv op een vrij brede naald een aanhangstuk worden gezet (een porphyrine bv) en daarnaast een bakje met andere porphyrine's die dan als naald kunnen worden gebruikt. Met behulp van de juiste metaalcomplexen kan dan eenvoudig een nieuwe naald worden ingezet die dan aan de porphyrine hangt.
Probleem blijft echter wel dat het allemaal vreselijk langzaam gaat.


* 786562 ecteinascidin
[edit], behoorlijke typo, I stand corrected

[Verwijderd]

scanning tunneling microscopy (STM) en atomic-force microscopy (AFM) zijn totaal verschillend. wat betreft STM heb je wel gelijk ecteinascidin , wat AFM is simpel uigelegd in het volledige artikel, kheb het maar ook even hier gepaste:

Attractive force, and hence the bending of the arm, increases where there are bumps on the surface - if a molecule is stuck there, for example. So the atomic-force microscope (AFM), as it is called, senses individual molecules by ‘touch’.

But the AFM is also a tool for modifying surfaces. If the tip is lowered to touch a surface it can leave behind a scratch, just a few molecules wide.

Information can thus be written into a surface as a series of scratches or pits, creating something like a molecular-sized pianola roll. The information can be read out again using the AFM as a microscope to detect the marks. These can encode data in binary form: a pit for a 1, say, nothing for a 0.


* 786562 Tha

[zonoskar]

Hehe, dit is weer typisch een 'back to the future' uitvinding. Hadden we 'vroeger' ook niet zoiets (je weet wel, die 30cm grote zwarte ronde dingen waar geluid op stond )

[Verwijderd]

Duidelijk geval van klok en klepel, ik denk dat je een porphyrine bedoelt...
(ja, ja, troll/flamebait/whatever, ik ben chemicus, dit doet pijn )

[Verwijderd]

Je moet het zien als een grote (cq kleine) magneet. Een magneet kan best wel tegen een stootje, echter als er een grote druk of kracht op komt kan het zijn dat de moluculen voorgoed uit hun posities gericht worden. Dit "gericht" bedoel ik met opzet omdat alle moluculen gericht zijn. Dit maakt hun voor de gebruikerstaal "aangetrokken tot elkaar". Echter inderdaad wanneer je harde schijven grote klappen krijgen kan het zijn dat ze niet-meer-magnetisch worden en de moloculen trillen zodat ze ongericht en doorelkaar komen te zitten.

Ik meen me te kunnen herinneren dat je een magneet kunt ontladen door hem met zijn gewicht en valversnelling de kracht erop te bereken en dan met 100 * 1 sec te versnellen tot impact. Dus voorbeeldje met een magneet van 500gram. 500gram, dus 0.5KG. Gewicht dan: 0.5 * 9.8(valversnelling)=4.9N
zorgen voor 490N, dus zeg een gebouw van 50m. Als je een magneet daaraf gooit van 0.5kg(wat op zich al een hele magneet is ) zou ie voor 99% ontladen moeten zijn.

Maaja als jij naar een LAN gaat en daar je pc van een gebouw van 50m naar beneden gooit, denk ik dat je ook wat data-loss hebt. oei moet er niet aan denken....

[Delerium]

Magneet, magneet? Quantummechanica bedoel je zeker. Er komt helemaal geen magneet aan te pas.

Op het moment dat de naald dicht genoeg bij het oppervlak (atoom) komt, dan gaat er een stroompje lopen en je meet dit stroompje met het apparaat. Wat er op quantumniveau gebeurt is dat het elektron gaat tunnelen, dwz het deeltje beweegt door een in principe ondoordringbaar potentiaal. (volgens quantummechanica kan het elektron overal zijn, dus ondoordringbaar is dan ook relatief).

[Sandervg]

Precies. En als je nu met de naald een oppervlak aftast kan je zien hoe dat oppervlak eruit ziet (of wat voor data erop staat). Maar als je nu een beetje forceert kan je met de naald ook atomen "verschuiven" en zo dus data schrijven. Op de volgende link zie je hoe ze op die manier IBM geschreven hebben met afzonderlijke atomen. (raden in welk lab dit gedaan is)
www.deutsches-museum.de/ausstell/meister/e_rtm.htm

[The Jester]

Moleculaire Braiile

* 786562 The

[picobyte]

Joh, als ik het artikel zo lees dan denk ik toch meer aan accupunctuur ipv braille ;-)
Evengoed denk ik dat dit best wel een bruute methode van opslag is, met naalden iets graveren in een disk vindt ik nogal barbaars
Ennuh tot nog toe hebben dergelijke systemen zoals de langspeelplaat of tape waarbij de plaat/band fysiek contact maakt met de naald/leeskop het altijd afgelegd tegen de contactloze opslag zoals CD puur vanwege de slijtage aan de leeskop en ook het opslagmedium.

Ik ben dan ook benieuwd of die 'klokkemakers' een goed product hiervan weten te maken

[memphis]

Als je op molecul-niveau data kan opslaan is het dan niet beter om dit electronisch te gaan doen ipv naalden? Ik denk ook dat we over 5 jaar niet eens meer praten over mechanische schijven maar flashdisks of zoiets.

[Verwijderd]

op molecuraire niveau (en lager) zul je te maken hebben met quantummechanische effecten.. en dat kan weleens vervelend zijn wanneer je met electronica werkt, zie bijvoorbeeld boven, daar is een beetje uitgelegd over STM, wat ook een quantummechanisch verschijnsel is maar goed is toegepast als microscoop. maar als je een electronisch circuit hebt op moleculair niveau, dan heb je een probleem als er zomaar door van de ene punt naar de andere punt stroom gaaat lopen zonder dat ze direct verbonden zijn (verschillende potentialen)...

[Gman]

Flash Disks zijn (nog) veel te duur.
En er past ook niet zoveel op volgens mij.

Ik denk dat we toch echt op de optische "x aantal laags schijven" moeten w8'en.

[Verwijderd]

en wat gebeurt er nou als je naar een lan party gaat en je kast krijgt een stootje op de heenweg? Dan lijkt mij dat die dingen zich verplaatsen en dus data verlies opkomt? of ligt dit nou aan mij?

[Chakotay]

De gemiddelde molecuul laat zich niet zomaar door een stootje verplatsen... Als dat zo zou zijn zouden die dingen niet eens op aarde kunnen werken omdat er altijd wel iets van miniscule trilling is, en de moleculen dus altijd wel over een veel grotere afstand bewegen dan ze groot zijn... (ja ik weet het dit klinkt vaag )

[Verwijderd]

ja maar, als je pc omvalt is dat niet een 'minuscuul' stootje
das een redelijke dreun voor zo'n klein dingetje lijkt mij...

[Verwijderd]

Dus het wordt nu ook tijd voor een biologische computer gemaakt van hersencellen,
kun je als je erg kwaad bent je comp een hersenschudding geven

[Verwijderd]

Je hersens zijn ook gemaakt van moleculen.. Het is natuurlijk niet echt vergelijkbaar door de heel andere structuur, maar je hersenen kunnen in ieder geval heel wat aan.. Maar je hebt gelijk, bij een (te) harde klap zou er best wel eens wat data KUNNEN verplaatsen, net zoals je een hersenschudding kunt krijgen. Hoewel het me toch niet waarschijnlijk lijkt dat bij het minste of geringste trillinkje de hele boel verschuift. Trouwens, als zou blijken dat de hele boel te makkelijk verschuift en beweegt zullen ze wel met het onderzoek ophouden en andere oplossingen zoeken.


* 786562 NO

[Verwijderd]

zometeen krijgt je computer tandjes en gaat ie zeuren om eten
een biologische computer zou leuk kunnen zijn, maar niet altijd denk ik

[Verwijderd]

Waar hebben we het hier nou over.
quote:
je hersensen zijn gemaakt van moleculen.

ze bestaan uit moleculen ja, dat klopt maar wat wil je daar mee zeggen dan? die stoel waar je op zit toch ook.

[TheGhostInc]

Laat je harde schijf maar eens een paar keer stuiteren,
vind ie ook niet leuk.
Het blijft toch altijd kwetsbaar.

[Verwijderd]

Het is zowiezo zaak nieuwe mogelijkheden dataopslag te onderzoeken, het compu-gebruik groeit exponentieel en zonder dit soort uitvindingen zitten we binnen no-time aan de grenzen van ons kunnen, wat voor de technologiesector een aardige strop kan betekenen.

[Verwijderd]

Hoe ver is 3M met die holografische opslag op een rolletje tape? Ik dacht dat daar veel meer op kon en dat de snelheden hoog en de kosten relatief laag waren.

Lijkt mij een beter alternatief dan deze manier.

Hmm kan alleen even geen linkje geven naar wat ik bedoel...dus wel..10560.tweakers.net/nieuws.dsp?ID=9274

[mischajonker]

wat een gezeur allemaal over 20 keer zoveel opslagcapaciteit op een bep. oppervlakte... Lijkt mij dat je met meerdere lagen (bijv. optisch met lasers enzo) veel meer kunt bereiken dan met deze technologie, dan kan het wel een stuk minder hoge dichtheid hebben, maar als je een heleboel lagen erin doet, dan heb je toch altijd meer opslagcapaciteit en lijkt me ook minder gevoelig eigenlijk, en ook sneller trouwens.

[irrelevant]

Mee eens. Deze methode is hopeloos. Slechts 4x zo'n hoge opslagcapaciteit als de best mogelijke harde schijven, maar wel veel langzamer en waarschijnlijk veel duurder als je er 1000+ koppen in zet. Snel mee stoppen dus, want dit heeft geen enkel nut.

We hebben nu 20 GB platters (ik druk het maar in platters uit ipv bits/square inch), wordt dus maximaal zo'n 200 GB. En met deze techniek 800 GB.
Dan kunnen we beter die glasplatentechniek gaan gebruiken die goed is voor 10 TB, zie
www.tweakers.net/nieuws.dsp?ID=13758
Nou weet ik wel dat zo'n glasplaat heel wat dikker is dan een HD platter en dat je best meerdere platters kunt gebruiken, maar toch lijkt glas me veel beter.

[Jaymz]

Aangezien de laatste jaren de technologische vooruitgang harder en sneller is gegaan dan van te voren werd gedacht, heb ik hier persoonlijk wel vertrouwen in. Temeer omdat ik het eigenlijk wel een strak idee vind