De qué manera puede la nanotecnología cambiar el almacenamiento de datos en el futuro

Desde los inicios del nuevo milenio, la nanotecnología ha sido un tema muy mencionado, tanto en los medios, como en la industria de la tecnología. Durante este período, se ha debatido ampliamente con respecto a qué exactamente es lo que puede hacer la nanotecnología y a dónde podría llegar. Por ejemplo, hay quienes piensan que la nanotecnología puede alargar la vida de las personas, mientras que otros piensan que es simplemente una herramienta que nos ayuda a hacer lo que hacemos ahora, a un nivel mejorado.

También existen desacuerdos con respecto a los plazos de concreción de estos avances nanotecnológicos. Algunas personas piensan que desempeñarán un papel significativo en nuestras vidas dentro de una década o dos, mientras que otras opinan que llevará un tiempo considerablemente más largo ver algún efecto real.

Por lo tanto, a partir de tan variadas opiniones y debates con respecto a la nanotecnología, quisimos investigar más profundamente este interesante tema, y concentrarnos en la siguiente pregunta…

• ¿Qué es la nanotecnología y qué significa para el futuro del almacenamiento de datos?

¿Qué es la nanotecnología?

La nanotecnología es una palabra de moda que fue creada a fines de la década del 90, que simplemente describe aquellas tecnologías que crean materiales a escala nanométrica. Para darle una idea de qué tan pequeño es un nanómetro, deberíamos colocar 800 partículas de 100 nanómetros una al lado de la otra, ¡para alcanzar el grosor de un cabello humano!

Cuando los materiales convencionales se forman como partículas nanométricas, sus propiedades cambian. Esto se debe a que una nanopartícula generalmente presenta una relación mucho menor entre superficie y peso que las partículas más grandes, lo que las hace más reactivas.

La nanotecnología ya se utiliza con frecuencia en muchos campos. Los automóviles, por ejemplo, se pintan con un nanoaglutinante que hace que el agua y la lluvia fluyan hacia abajo del cuerpo del vehículo, lo que evita que se oxide. Las nanopartículas de hidroxiapatita se utilizan en la producción de dentífricos, con la intención de reparar diminutos raspones en la superficie de los dientes.

Nanotecnología en almacenamiento de datos

La tendencia a utilizar dispositivos cada vez más pequeños no es novedosa. En la década de los 70 y 80, la palabra de moda era micro y actualmente es nano.

Lo que muchas personas desconocen es que la utilización de nanotecnología en la tecnología de computadoras está presente desde hace años. Los chips de memoria basada en flash que se usan en las computadoras y cámaras actuales consisten de materiales semiconductores cubiertos por una capa aislante de óxido de solamente unos pocos nanómetros de grosor. El almacenamiento y borrado de datos en un medio de almacenamiento Flash solamente es posible si se emplea un fenómeno de la mecánica cuántica y esta nanotecnología.

¿Qué es lo que puede aportar la nanotecnología al almacenamiento de datos?

No sería posible implementar las ventajas de las tarjetas SSD, los USB y los chips de memoria basada en Flash, sin esta reducción de las dimensiones que va más allá de la barrera del nanómetro.

Con el paso del tiempo, y debido a la introducción de más big data, se han descubierto otros métodos que reducen el espacio de almacenamiento a utilizar y, al mismo tiempo, permiten el almacenamiento de más datos en menos espacio. Dado que cada vez más compañías crean cantidades enormes de datos, la investigación relacionada al campo del almacenamiento de datos continúa y, en su mayor parte, utiliza nanotecnología.

El futuro: Almacenamiento de datos en átomos

Una investigación anunciada recientemente descubrió que es posible almacenar datos directamente en el componente más pequeño posible - ¡el átomo! Este nuevo fenómeno fue descubierto por el Dr. Sander Otte, físico de la Delft University of Technology, que utilizó átomos de cloro.

El Dr. Otte desarrolló un método en donde los átomos de cloro se organizan de forma independiente sobre una superficie plana de cobre para formar una matriz bidimensional. Según un artículo escrito por Michael Schneider, “al incorporar menos átomos de cloro de los necesarios para cubrir completamente la superficie, se crean agujeros o huecos en la matriz, denominados vacantes. A partir de un hueco y un átomo de cloro, es posible definir un bit - la unidad de memoria o información más pequeña de una computadora. Al mover un átomo para ocupar o dejar vacía cada vacante de la matriz, es posible cambiar entre los dos estados correspondientes al código binario de unos y ceros, que es la base del funcionamiento de las computadoras”.

Mediante el uso de un microscopio de barrido de efecto túnel controlado por computadora, su equipo puede mover los átomos de hueco en hueco, hasta formar las matrices de bits necesarias y que sea posible leerlas.

Esta tecnología puede significar que esta unidad de almacenamiento de datos, que no supera el tamaño de un sello postal, podría almacenar todos los libros alguna vez escritos.

Incluso cuando este método funciona correctamente en el laboratorio, uno de los principales problemas de esta técnica es que es muy lenta: la lectura de un muy pequeño bloque de datos de 64 bits lleva un minuto y su escritura, dos minutos. Además, el proceso solamente funciona a una temperatura de -196 °C y los átomos sólo se mantienen en su posición asignada durante dos días, lo que provoca la pérdida de los datos almacenados.

Almacenamiento de datos en nanoimanes

También investigó la utilización de átomos para almacenar datos un equipo internacional, integrado por científicos de Suiza, Francia y los Estados Unidos. En el estudio, el equipo fue capaz de crear nanoimanes.

Los nanoimanes fueron creados mediante la fusión de un átomo magnetizable sobre una superficie de silicio. Para hacer esto, el equipo desarrolló una molécula con un átomo de disprosio - un metal de tierras raras - en donde el andamiaje de la molécula actúa como "vehículo" para el átomo. Entonces, la molécula se une a las nanopartículas de sílice mediante un proceso llamado recocido - calentamiento, seguido de enfriamiento lento - a 400°C. Durante este proceso, el andamiaje molecular se desintegra, dejando solamente los átomos de disprosio dispersos sobre la superficie de sílice.

Sin embargo, el principal problema con los nanoimanes es similar al de los átomos de cloro en que el magnetismo solamente perdura por un corto periodo de tiempo (90 segundos) y a una temperatura de -270°C. ¡Esto no es práctico para almacenar datos de computadora!

Conclusión

Las investigaciones mencionadas en este artículo muestran claramente que los investigadores de todo el mundo están trabajando en búsqueda de nuevos métodos para almacenar datos usando nanotecnología. Sin embargo, estas nuevas ideas y métodos siguen estando lejos de poder implementarse en el mercado y, hasta que esta tecnología esté lista, los usuarios domiciliarios y las compañías deberán continuar utilizando unidades de HDD, SSD y cinta.