Un nuevo material sensible a la luz podría servir para fabricar discos del tamaño de los DVDs actuales pero con capacidad de almacenaje cuatro veces mayor. Los DVDs y CDs tradicionales almacenan sus datos en la superficie en dos dimensiones, y los discos holográficos en tres. Un grupo de investigadores acaba de demostrar por primera vez lo que llaman un material óptico de cinco dimensiones. Es capaz de registrar datos en tres dimensiones espaciales y en respuesta a distintas longitudes de onda y polarizaciones de una luz láser.

El material está siendo desarrollado por un grupo de investigadores dirigidos por Min Gu, director del Centro de Micro Fotónica en la Universidad Tecnológica de Swinburne, en Victoria, Australia. El material está compuesto de capas de varillas de escala nanométrica suspendidas en un plástico transparente hilado de forma lisa sobre un sustrato de vidrio. Se pueden escribir y leer varios patrones de datos dentro del mismo área en el material sin que por ello interfieran unos con otros. Mediante el uso de tres longitudes de onda y dos polarizaciones de luz, los investigadores australianos han logrado inscribir seis tipos de patrones distintos dentro del mismo área. Han ampliado la capacidad de almacenaje hasta 1,1 terabytes por centímetro cúbico mediante la escritura de datos en pilas de hasta 10 capas de varillas nanométricas. En un estudio publicado hoy en Nature, el grupo de Gu informa que han conseguido velocidades de escritura de hasta un gigabit por segundo.

“Cada bit se puede registrar con un pulso de láser,” afirma Gu. El láser de escritura derrite y cambia  la forma de las partículas de oro, que tienen una longitud menor a los 100 nanómetros. Estos cambios afectan a la forma en que las varillas nanométricas interaccionan con la luz proveniente de un sistema de imagen de láser, permitiendo así que los datos puedan ser leídos.

Los investigadores australianos controlaron las dimensiones de las nanopartículas de oro para que pudieran responder a las distintas longitudes de onda. Cuando se aplica un haz de luz verde, por ejemplo, algunas de las nanovarillas cambian de forma, mientras que otras que se encuentran a poca distancia pero que tienen un tamaño distinto no sufren ningún tipo de cambio. La respuestas de las nanovarillas, que están distribuidas a lo largo del plástico de forma aleatoria, también depende del ángulo de propagación de la luz entrante. Cuando la polarización de la luz se alinea con el eje más largo de las varillas, dichas varillas absorben la luz con más fuerza de lo que absorben la luz que les llega desde otros ángulos. Estos patrones no se pueden borrar ni se pueden reescribir, pero deberían comportarse de forma estable a lo largo del tiempo.

Los estudios acerca de este tipo de almacenaje óptico multiplexado realizados con anterioridad se basaban en el uso de polímeros sensibles a la luz. “El espectro de absorción de esos materiales es muy amplio,” afirma Gu, lo cual hace difícil grabar información en alta densidad y usando múltiples colores de luz. La ventaja que proporcionan las nanovarillas de oro y los puntos cuánticos es que responden ante bandas de luz mucho más estrechas.

Esta técnica australiana tendrá que competir contra una serie de técnicas de almacenaje de datos de alta densidad que se encuentran en distintas fases de desarrollo, incluyendo flash y la nueva generación de almacenamiento magnético de alta densidad. Los resultados “están en su fase inicial, pero son interesantes,” afirma Kevin Curtis, director tecnológico de InPhase Technologies, una compañía de Colorado que está desarrollando un sistema de almacenamiento holográfico, capaz de grabar información en tres dimensiones utilizando sólo una longitud de onda. La semana pasada, durante el encuentro sobre el almacenaje óptico de datos de la IEEE Photonics Society en Florida, InPhase presentó un prototipo que almacena 713 gigabytes por pulgada cuadrada. La compañía está trabajando con Hitachi para implementar esta tecnología holográfica en sus productos.

Barry H. Schechtman, director ejecutivo emérito del Consorcio de la Industria del Almacenaje de Información, afirma que el trabajo australiano es “una primera y muy buena demostración del potencial que tiene a largo plazo” la grabación de datos en cinco dimensiones para así incrementar la capacidad y las cuotas del almacenaje óptico. Este método de registro mediante nanovarillas de oro “ofrece más posibilidades” que los otros tipos de materiales para el almacenaje de datos, afirma.

Sin embargo, Schechtman advierte que los investigadores tienen ante sí un enorme problema de ingeniería. “Es probable que el hecho de combinar todas estas variables en una sola y llevarlas más allá de sus límites naturales” provoque dificultades, señala.

Gu informa de que tiene un acuerdo con Samsung y de que está negociando con Shenzhen Sunland Technology, el fabricante de aparatos electrónicos chino, para poder venderles la licencia de esta tecnología. La primera aplicación, afirma, probablemente se dará en aquellos tipos de archivos donde sea necesario almacenar una gran cantidad de datos: archivos con imágenes médicas, cifrado y encriptaciones de seguridad, así como datos bancarios.