Um vidro capaz de armazenar informações em três dimensões, apagá-las e regravá-las infinitamente, simplesmente utilizando a luz... Esta inovação, resultante da pesquisa em ciência dos materiais, abre novas perspectivas para o armazenamento de dados a longo prazo.
Pesquisadores desenvolveram recentemente um vidro fotocrômico dopado, capaz de mudar de cor sob o efeito de diferentes comprimentos de onda da luz. Este material, concebido a partir de silicato de gálio modificado com íons de magnésio e térbio, permite gravar padrões 3D reversíveis. As aplicações potenciais vão desde o armazenamento óptico de alta capacidade até a criptografia, passando por usos industriais e militares.
O vidro fotocrômico: uma memória óptica regravável
O vidro fotocrômico é conhecido por sua capacidade de mudar de cor sob o efeito da luz. Este fenômeno, chamado de fotocromismo reversível, já é utilizado em lentes de óculos que escurecem ao sol. No entanto, os pesquisadores levaram essa propriedade adiante ao dopar o vidro com íons de magnésio e térbio.
Graças a um laser verde de 532 nanômetros, padrões complexos foram gravados no vidro. Esses padrões, inicialmente violetas, mudam de cor sob o efeito de diferentes comprimentos de onda. Por exemplo, o térbio emite uma luz verde sob uma luz violeta de 376 nm, enquanto o magnésio produz uma luz vermelha a 417 nm.
Para apagar os padrões sem alterar a estrutura do vidro, os pesquisadores aplicaram calor de 550 °C durante 25 minutos. Essa reversibilidade abre caminho para aplicações práticas, especialmente para o armazenamento de dados regraváveis.
Aplicações promissoras para armazenamento e criptografia
Os pesquisadores demonstraram a versatilidade deste vidro ao gravar padrões variados, desde pontos simples até códigos QR e formas geométricas complexas. A resolução alcançada é da ordem de 5 micrômetros, ou seja, um décimo da espessura de um fio de cabelo humano.
A estabilidade dos padrões gravados é outro grande trunfo. As informações permanecem legíveis após vários meses, o que atesta a durabilidade do material. Ao contrário dos suportes de armazenamento tradicionais, este vidro não requer nenhuma energia para manter os dados.
Por fim, esta tecnologia pode ser um grande trunfo na criptografia. A possibilidade de ler os padrões em diferentes cores de acordo com a luz utilizada oferece uma camada adicional de segurança, ideal para aplicações sensíveis nos campos acadêmico, industrial e militar.
Para saber mais: Quais são as vantagens do armazenamento óptico em 3D?
O armazenamento óptico em 3D permite gravar informações em várias camadas de um material, aumentando assim a densidade de armazenamento. Ao contrário dos CDs ou DVDs, que armazenam dados na superfície, esta tecnologia utiliza todo o volume do material, oferecendo uma capacidade muito maior.
Uma das principais vantagens é a longevidade. Os suportes tradicionais, como discos rígidos ou pen drives, degradam-se com o tempo e requerem energia para manter os dados. O vidro, por outro lado, pode conservar as informações por milhares de anos sem nenhuma fonte de alimentação.
Outro trunfo é a resistência a condições extremas. O vidro é insensível a variações de temperatura, umidade e campos magnéticos, o que o torna um suporte ideal para arquivamento a longo prazo. Isso o torna particularmente útil para aplicações críticas, como a conservação de dados científicos ou históricos.
Por fim, a tecnologia 3D permite leitura e gravação rápidas e precisas. Os lasers utilizados para gravar os dados podem atingir uma resolução da ordem do micrômetro, permitindo armazenar quantidades massivas de informações em um espaço reduzido. Essa precisão também abre caminho para aplicações inovadoras, como criptografia ou realidade aumentada.
Autor do artigo: Cédric DEPOND
Fonte: ACS Energy Letters