分子级别的数据存储大跃进

【概要】从智能手机到超级计算机，越来越需要更小，更节能的设备，使密度较高的数据存储成为最重要的技术任务之一。曼彻斯特大学的科学家现已证明，用一类单分子磁体的分子存储数据的可行性超乎预料。

【图注】分子数据存储的拥有巨大潜力。

        由化学学院David Mills博士和Nicholas Chilton博士领导的研究表明，在-213℃的个别分子中，磁滞（记忆效应是任何数据存储的先决条件）都是有可能发生的，并且其非常接近液氮的温度（-196℃）。研究结果意味着使用单分子的数据存储可能成为现实，因为数据服务器可以在-196℃的液氮下冷却，而不是-269℃的液氦。

        分子数据拥有巨大的存储潜力，为了将其纳入消费者环境中，分子技术可以存储每平方英寸超过200M比特的数据，苹果最新的iPhone 7最大存储容量为25,000 GB，并将信息存储在大约50p硬币的大小上256 GB。

        单分子磁体具有磁记忆效应，这是所有数据存储材料的基本要求，含有镧系元素的分子在目前已达到的最高温度下已经呈现出此种效应。镧系元素是用于各种形式的日常电子设备（如智能手机，平板电脑和笔记本电脑）中的稀土金属，该团队使用镧系元素镝来进行研究。

        Chilton博士说：“这是令人兴奋的，因为单分子的磁滞意味着二进制数据存储的能力。理论上，使用单分子进行数据存储可提供比当前技术高100倍的数据密度，并逐渐接近液氮的温度，这意味着从经济角度来看，单分子中的数据存储的可行性将变得更强。”分子级数据存储的实际应用可能需要更少能量和更小的硬盘驱动器，这意味着全球的数据中心可以更加节能。

        例如，Google目前在全球拥有15个数据中心，他们平均每秒处理4000万次搜索，每天搜索35亿次，每年搜索1.2万次。为了处理所有这些数据，去年7月份，据报道，Google在每个数据中心都有约250万台服务器，而且这个数字可能会继续上升。

        有报道说，这些中心的能源消耗量可能占世界温室气体排放总量的2％。这意味着对数据存储和能源效率的改善也将为环境带来巨大的好处，并且可以大大增加存储的信息量。Mills博士补充道：“这一进步努力达到了以前的记录（-259℃），并且持续了近20年的研究。我们现在专注于设计灵感制备新分子，目标是在将来实现更高的工作温度，理想的工作温度在液氮温度以上。

文献链接：Major leap towards data storage at the molecular level 
本文由材料人编辑部LoswimM编辑，点我加入材料人编辑部。

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