إنجاز علمي مذهل قد يغير مستقبل تخزين البيانات للأجيال القادمة

كشف فريق من العلماء في معهد طوكيو للعلوم، بقيادة البروفيسور يويتشي موراكامي، عن إنجاز علمي غير مسبوق يمكن أن يمهد الطريق لثورة في عالم تخزين البيانات، فقد تمكنوا من تطوير هيكل جديد يعتمد على الإطارات العضوية التساهمية، والتي تُعرف اختصاراً بـ (COF)، ودمجها مع ما يسمى بالمحركات الجزيئية الدوارة، التي تمتلك القدرة على حمل المعلومات وتخزينها بكفاءة عالية، وقد تم نشر هذه النتائج المبهرة في مجلة الجمعية الكيميائية الأمريكية، لتلقى اهتماماً واسعاً في الأوساط العلمية حول العالم.

تقنية جديدة

تتميز هذه التقنية الحديثة بآلية عمل مختلفة تماماً عن الذاكرات الحالية المعتمدة على أشباه الموصلات، حيث يتميز الهيكل المطور بكونه منخفض الكثافة، مما يمنح "المحركات الجزيئية" مساحة واسعة للدوران وتغيير الاتجاه، وكل محرك من هذه المحركات يعمل بمثابة "بت" قابل للتبديل، مما يجعله أساساً محتملاً لتطوير نوع جديد من الذاكرة غير المتطايرة، على غرار ذاكرة القراءة فقط (ROM).

ولكي تصبح هذه التقنية قابلة للتطبيق على أرض الواقع، كان لابد للمحركات الجزيئية أن تحقق أربعة شروط أساسية، أولها: الاستجابة للمجال الكهربائي، وثانيها: الثبات عند درجة حرارة الغرفة، وثالثها: القدرة على الدوران دون أن تتداخل مع بعضها البعض، ورابعها: تحمل درجات الحرارة العالية، وقد أكد الفريق البحثي أن المادة الجديدة التي قاموا بتطويرها قد حققت هذه الشروط جميعها بنجاح، مما يفتح الباب واسعاً أمام تطبيقات مستقبلية واعدة.

أداء واعد

وقد أثبتت التجارب التي أجريت على هذه المادة الجديدة، أن المحركات الجزيئية تحافظ على ثباتها واستقرارها في الظروف اليومية العادية، بل وتتحمل حرارة تصل إلى 150 درجة مئوية، في حين يظل الإطار الكلي للهيكل سليماً حتى درجات حرارة تقارب 400 درجة مئوية، مما يدل على متانتها وقدرتها على العمل في بيئات مختلفة.

كما يمكن تغيير اتجاه البيانات المخزنة بشكل موثوق عند تعريضها لمجال كهربائي قوي، أو عند تسخينها إلى أكثر من 200 درجة مئوية، مما يؤكد على قدرتها على التحكم في البيانات المخزنة وإعادة كتابتها.

ويمثل هذا الإنجاز أول أداء من نوعه باستخدام مواد الإطارات العضوية التساهمية (COF)، وهو ما يعالج عقبة تاريخية لطالما واجهت الأبحاث المتعلقة بالذاكرة الجزيئية، ورغم أن التطبيقات العملية لهذه التقنية قد لا تزال على بعد عدة سنوات، فإنها تفتح الباب أمام ثورة حقيقية في مجال تخزين البيانات، حيث يمكن أن تسمح بتخزين البيانات بكثافة أعلى بكثير مما تسمح به ذاكرة NAND Flash الحالية، مع إمكانية تقليص حجم الشرائح وزيادة سعتها بشكل جذري، مما سيؤثر بشكل مباشر على صناعات مثل: الحوسبة السحابية، الذكاء الاصطناعي، والأجهزة المحمولة، وغيرها الكثير من القطاعات التي تعتمد على سعات تخزين البيانات الكبيرة.