Estos co-polímeros, fabricados de polímeros químicamente diferentes unidos, pueden re-agruparse dentro de series de puntos a nano-escala sobre las superficies, que luego pueden utilizarse como plantillas para crear minúsculos bits magnéticos que almacenan datos en los discos rígidos. Hasta ahora, sin embargo, no existía un método sencillo y rápido de hacer que el polímero de bloque se re-acomodara para formarse dentro de una agrupación deseada sobre un área grande.
Investigadores de la Universidad de Califo ia, Berkeley y la Universidad de Massachussets (en Estados Unidos) han encontrado una manera sencilla de recubrir las pulgadas cuadradas (1 pulgada = 2.54 cm.) de substrato con co-polímeros de bloque. Este patrón altamente ordenado formado por los co-polímeros podría utilizarse para crear discos rígidos con diez terabits ubicados dentro de una pulgada cuadrada, según informaron los científicos esta semana a la revista Science.
Los discos rígidos llevan actualmente 200 gigabits por pulgada cuadrada de datos. La tecnología de almacenamiento magnético existente podría permitir potencialmente que las densidades suban a un terabit por pulgada cuadrada. Cada bit en un disco rígido es un área pequeña de material magnético con su campo magnético alineado en una sola dirección. Estas islas tienen formas irregulares y están unidas por los bordes en el disco. Cuando las densidades van más allá de un terabit por pulgada cuadrada, las áreas minúsculas de bit necesitarán definirse y no sobreponerse para que puedan leerse de manera correcta.
Los co-polímeros de bloque podrían ayudar a reducir las dimensiones de los bit magnéticos. Cuando una solución de un co-polímero de bloque se ubica a lo largo de una superficie, los polímeros se reagrupan en precisas estructuras a nano-escala. Fabricantes de los discos rígidos como Hitachi Global Storage Technologies están trabajando con materiales en los que un polímero se alinea como un cilindro paralelo dentro de los otros polímeros. Los cilindros, que se asoman de la superficie, podrían eliminarse, y l y rellenar los huecos vacíos con material magnético. Cada pequeño punto de material magnético sería un bit.
El problema es que los cilindros no se organizan en línea, según afirma Ting Xu, profesora de ingeniería y ciencia de los materiales de la Universidad de Califo ia, Berkeley ) y una de las investigadoras del nuevo trabajo. “Están orientados al azar con respecto a la superficie”, explca la profesora. "No se pueden utilizar porque que el lector del disco tendrá dificultades para identificar dónde está el bit", asegura.
nEn el pasado, para guiar a los polímeros y que se ensamblen de manera más ordenada, los investigadores utilizaron litografías para ubicar primero el patrón sobre la superficie donde se depositaban los co-polímeros de bloque. Ubicar el patrón sobre la superficie a nano-escala requiere de una técnica - que necesita mucho tiempo - llamada litografía de haz de electrón. “Para cubrir el área que hicimos, de 1x1 pulgadas, tardamos varios meses utilizando una litografía de haz d electrón”, comenta Thomas Russell, profesor de ingeniería y ciencia de los polímeros y pionero del sistema de co-polímeros de bloque en la University de Massachusetts Amherst (Estados Unidos), que ha liderado el trabajo junto a Xu. “Nosotros lo podemos lograr en un par de horas”, asegura.
En vez de una superficie con patrones, los investigadores utilizan un cristal de zafiro como substrato. Cuando se corta el cristal de zafiro se calienta a 1.300 grados centígrados, su superficie forma una serie de bordes recortados como si fueran dientes. El polímero ahora utiliza los bordes como guía para alinearse de manera automática a lo largo de los bordes en una serie regular. “Conseguimos el patrón en un único cristal gratuito”, cuenta Xu.
Cada cilindro tiene solamente tres nano-metros de ancho. Si cada uno se utilizase como plantilla de bit, la serie daría 10 terabits por pulgada cuadrada. Al cambiar la temperatura al cual se calienta el cristal y los investigadores pueden cambiar el ángulo y la altura de los bordes irregulares, hecho que cambia la organización de los cilindros. Xu informa de que el proceso debería funcionar con cristales de silicio, a pesar de que los investigadores todavía no lo han probado.
“Parece ser un método bastante económico”, comenta Glenn Fredrickson, profesor de ingeniería química en la Universidad de Califo ia de Santa Bársbara (la UCSB, en Estados Unidos). “Tienes que cortar literalmente el substrato de zafiro de una manera especial, calentarlo y ya está listo”. Los investigadores de la UCSB están trabajando en otra técnica en la que primero crean hendiduras de ancho micro-métrico sobre una superficie utilizando la litografía convencional que se usa en los chips de los circuitos. El co-polímero de bloque se alinea después, utilizando los bordes de la instituto hendidura como guía.
Caroline Ross, profesora de ingeniería y ciencia de los materiales en e Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), advierte que organizar los co-polímeros de bloque es sólo un paso hacia la fabricación de dispositivos de memoria de un terabit por pulgada cuadrada. Todavía hay que trabajar en modos de fabricar, leer y escribir sobre los bits minúsculos que solamente tienen unos pocos nano-metros de ancho. Una vez que se auto-ensambla el polímero para hacer el andamio “la transferencia de ese patrón a un material magnético y después la verdadera lectura y escritura de los datos sobre esa clase de densidad no son para nada triviales”, concluye Ross.