Hard Disk 10 volte più capienti e batterie che durano giorni, con il Grafene.



Potenza di calcolo e potere di stipare i dati su supporti fisici, stanno sempre più raggiungendo il loro limite, anche se si sta facendo molto nel campo della ricerca per hackerare questi limiti utilizzando tecniche e materiali di ogni tipo.


Sfruttando il "grafene", un gruppo dell'Università di Cambridge sta rivendicando un progresso nell'archiviazione dei dati che assomiglia più a un "balzo quantico" che un passo in avanti. Il nuovo design sblocca temperature operative più elevate per i dischi rigidi (HDD) e con esso, una densità di dati senza precedenti, che secondo il team rappresenta un aumento di dieci volte rispetto alle tecnologie attuali.


In un HDD, i dati vengono scritti su piatti a rotazione rapida da una testina magnetica mobile. Strati speciali chiamati rivestimenti a base di carbonio (COC) proteggono questi piatti da danni meccanici e corrosione durante il funzionamento, sebbene questi possano funzionare solo entro un determinato intervallo di temperatura e occupino anche molto spazio.


I ricercatori di Cambridge sono stati in grado di sostituire i COC utilizzati negli HDD commerciali, con da uno a quattro strati di grafene, un materiale con incredibile forza e flessibilità, tra le altre proprietà molto apprezzate. La sottigliezza del grafene ha consentito un notevole risparmio di spazio, ma ha anche superato gli attuali COC nella prevenzione dell'usura meccanica, ha ridotto la corrosione di 2,5 volte e ha anche offerto una doppia riduzione dell'attrito.


Ma la cosa più promettente è che l'incorporazione degli strati di grafene ha aumentato la temperatura operativa di cui era capace l'HDD. Questo perché ha permesso al team di utilizzare una tecnologia di scrittura avanzata chiamata Heat-Assisted Magnetic Recording (HAMR), che riscalda lo strato di utilizzo a temperature più elevate e consente ai bit di dati di essere molto più piccoli e più ravvicinati, pur rimanendo stabili.


HAMR è incompatibile con i COC attuali, ma il meraviglioso materiale grafene può sopportare il calore. La combinazione di questo con il risparmio di spazio ha portato a quella che secondo gli scienziati è una densità di dati senza precedenti di 10 terabyte per pollice quadrato, un aumento di dieci volte rispetto alle soluzioni odierne.


Il grafene è dotato di un’ottima versatilità, resistenza al calore e capacità di condurre elettricità, caratteristiche che lo rendono per gli studiosi l’erede del silicio e della plastica. Inoltre il grafene è trasparente, impermeabile, resistente alla temperatura e alle variazioni del pH, 200 volte più resistente dell'acciaio e permetterà la creazione di prodotti a lunga durata.


Trattandosi di un materiale costituito da uno strato monoatomico (quindi spesso un atomo, cioè tra 0,1 e 0,5 nanometri), sul grafene convergono gli orizzonti delle prossime nanotecnologie. In occasione del Mobile World Congress del 2018 a Barcellona, questo materiale tecnologico ha avuto un proprio padiglione in cui sono stati presentati 25 diversi prototipi di dispositivi elettronici realizzati e implementati con l’uso del grafene, come smartphone, dispositivi wearable (indossabili) e per lo smart living. I vantaggi dell’applicazione del grafene nei dispositivi della vita quotidiana sono numerosi. Per esempio, una batteria al grafene permette di utilizzare il proprio smartphone per giorni, pur completando la carica in pochi minuti, se non secondi.


Il crescente interesse sul grafene attualmente ne fa un materiale pregiato e di difficile reperimento, che arriva a costare fino a 60 volte più degli attuali materiali equivalenti, ma certamente più impattanti. Tuttavia gli investimenti e le numerose ricerche su una sua produzione sostenibile economicamente, aprono nuovi scenari per prezzi più accessibili. Va inoltre considerata la sostenibilità nel lungo termine, che consente di abbattere il dispendio eccessivo di risorse, scegliendo invece tecnologie e dispositivi realizzati in grafene.


Fonte

https://www.nature.com/articles/s41467-021-22687-y.pdf