Smarte Moleküle speichern binäre Daten

Forscher der Lancaster University haben einen Weg gefunden, wie sich einzelne Moleküle als Speichermedium für binäre Informationen nutzen lassen. Dieser Durchbruch könnte Festplatten mit 100 Mal größeren Speicherdichten ermöglichen. [...]

Smarte Moleküle im Rastertunnelmikroskop.
Smarte Moleküle im Rastertunnelmikroskop. (c) KU Leuven, Kunal Mali

Im Labor haben die Forscher der Lancaster University smarte Moleküle eines organischen Salzes in eine Art Transistor verwandelt, der sich über kleine elektrische Impulse entweder auf hell oder dunkel schalten lässt – was dem klassischen Binärcode von 0 und 1 entspricht. Der Durchbruch könnte Speicherdichten ermöglichen, die 100 Mal höher sind als bei heute gängigen Festplatten.

„Wichtige Machbarkeitsstudie“

„Es gibt eine ganze Liste von Eigenschaften, die ein Molekül aufweisen muss, um als molekularer Speicher sinnvoll eingesetzt werden zu können“, so Stijn Mertens, Senior Lecturer im Bereich Electrochemical Surface Science an der Lancaster University. Dazu gehöre etwa, dass es sich bei normalen Umgebungsbedingungen in zwei Richtungen umschalten lässt. „Außerdem muss es sich in dunklem und hellem Zustand über einen längeren Zeitraum hinweg stabil halten und in der Lage sein, sich spontan selbst in geordnete Schichten zu strukturieren, die nur ein Molekül dick sind“, erklärt der Forscher.

Trotz der enorm hohen Anforderungen ist es einem internationalen Team von mehreren Universitäten nun erstmals gelungen, „all diese Eigenschaften in einem einzigen Molekül zu kombinieren“, so Mertens. Damit ist auch gewissermaßen der Beweis geglückt, dass die Vorstellung von molekularer Elektronik nicht nur als reine Science-Fiction abgetan werden kann. „Unsere Arbeit stellt eine wichtige Machbarkeitsstudie dar, die uns einen völlig neuen Weg für die Computer von morgen eröffnet“, ist der Experte überzeugt.

Fünf Quadratnanometer groß

Bei ihren Experimenten haben Mertens und seine Kollegen schwache elektrische Impulse in einem Rastertunnelmikroskop eingesetzt, um einzelne Moleküle eines organischen Salzes von hell auf dunkel umzuschalten. Die dadurch gespeicherte Information ließ sich anschließend auf Knopfdruck auslesen oder löschen. Das alles klappte bei normalen Raumtemperaturen und Luftdruckverhältnissen. „Das ist wichtig, wenn es um die praktische Anwendbarkeit von Molekülen als Speichermedium geht“, betont Mertens.

Die verwendeten smarten Moleküle sind lediglich knapp fünf Quadratnanometer groß. „Das bedeutet, dass mehr als eine Milliarde davon auf den Querschnitt eines menschlichen Haares passen würden“, veranschaulicht der Wissenschaftler die Größenverhältnisse. Er glaubt, dass sich damit Speicherdichten realisieren lassen, die moderne Festplatten um den Faktor 100 übertreffen: „Weil wir in der Chemie Moleküle mit speziellen Eigenschaften in enorm hoher Zahl und mit atomarer Präzision erzeugen können, steht molekularer Elektronik eine rosige Zukunft bevor.“


Mehr Artikel

Frauen berichten vielfach, dass ihre Schmerzen manchmal jahrelang nicht ernst genommen oder belächelt wurden. Künftig sollen Schmerzen gendersensibel in 3D visualisiert werden (c) mit KI generiert/DALL-E
News

Schmerzforschung und Gendermedizin

Im Projekt „Embodied Perceptions“ unter Leitung des AIT Center for Technology Experience wird das Thema Schmerzen ganzheitlich und gendersensibel betrachtet: Das Projektteam forscht zu Möglichkeiten, subjektives Schmerzempfinden über 3D-Avatare zu visualisieren. […]

News

KI ist das neue Lernfach für uns alle

Die Mystifizierung künstlicher Intelligenz treibt mitunter seltsame Blüten. Dabei ist sie weder der Motor einer schönen neuen Welt, noch eine apokalyptische Gefahr. Sie ist schlicht und einfach eine neue, wenn auch höchst anspruchsvolle Technologie, mit der wir alle lernen müssen, sinnvoll umzugehen. Und dafür sind wir selbst verantwortlich. […]

Case-Study

Erfolgreiche Migration auf SAP S/4HANA

Energieschub für die IT-Infrastruktur von Burgenland Energie: Der Energieversorger hat zusammen mit Tietoevry Austria die erste Phase des Umstieges auf SAP S/4HANA abgeschlossen. Das burgenländische Green-Tech-Unternehmen profitiert nun von optimierten Finanz-, Logistik- und HR-Prozessen und schafft damit die Basis für die zukünftige Entflechtung von Energiebereitstellung und Netzbetrieb. […]

FH-Hon.Prof. Ing. Dipl.-Ing. (FH) Dipl.-Ing. Dr. techn. Michael Georg Grasser, MBA MPA CMC, Leiter FA IT-Infrastruktur der Steiermärkischen Krankenanstaltengesellschaft m.b.H. (KAGes). (c) © FH CAMPUS 02
Interview

Krankenanstalten im Jahr 2030

Um sich schon heute auf die Herausforderungen in fünf Jahren vorbereiten zu können, hat die Steiermärkische Krankenanstaltengesellschaft (KAGes) die Strategie 2030 formuliert. transform! sprach mit Michael Georg Grasser, Leiter der Fachabteilung IT-Infrastruktur. […]

Be the first to comment

Leave a Reply

Your email address will not be published.


*