کوچکترین QR کد جهان که با میکروسکوپ الکترونی خوانده میشود، در گینس ثبت شد
کوچکترین QR کد جهان که با میکروسکوپ الکترونی خوانده میشود، در گینس ثبت شد
یک کد QR چقدر میتواند کوچک باشد؟ آنقدر کوچک که فقط با میکروسکوپ الکترونی قابل تشخیص است.
یک تیم تحقیقاتی در دانشگاه فنی وین، با همکاری شرکت فناوری ذخیرهسازی داده Cerabyte، اکنون دقیقاً همین را نشان دادهاند.
کد QR مساحتی تنها ۱.۹۸ میکرومتر مربع را پوشش میدهد کوچکتر از اکثر باکتریها. این رکورد اکنون تأیید شده و رسماً در رکوردهای جهانی گینس ثبت شده است.
این فناوری پتانسیل عظیمی برای ذخیرهسازی طولانی مدت دادهها دارد: سیستمهای ذخیرهسازی داده مغناطیسی یا الکترونیکی مرسوم اغلب طول عمری تنها چند سال دارند. اما اگر اطلاعات ذره ذره در مواد سرامیکی نوشته شود، میتواند قرنها یا حتی هزارهها دوام بیاورد.
تا حد امکان کوچک و تا حد امکان پایدار
پروفسور پل مایرهوفر از مؤسسه علوم و فناوری مواد در دانشگاه فنی وین میگوید: "ساختاری که ما در اینجا ایجاد کردهایم آنقدر ریز است که به هیچ وجه با میکروسکوپهای نوری قابل مشاهده نیست."
«اما این حتی بخش واقعاً قابل توجه هم نیست. ساختارهایی در مقیاس میکرومتر امروزه چیز غیرمعمولی نیستند، حتی میتوان الگوهایی از اتمهای منفرد ساخت. با این حال، این به تنهایی منجر به یک کد پایدار و قابل خواندن نمیشود.»
اتمهای منفرد میتوانند پخش شوند، به موقعیتهای دیگر منتقل شوند، شکافها را پر کنند و اطلاعات ذخیره شده از بین میرود.
مایرهوفر توضیح میدهد: «کاری که ما انجام دادهایم اساساً متفاوت است. ما یک کد QR کوچک، اما پایدار و قابل خواندن مکرر ایجاد کردهایم.»
لایههای نازک سرامیکی
یک عامل حیاتی، انتخاب ماده مناسب است. اروین پک و بالینت هاجاس، که نقشهای کلیدی در دستیابی به این رکورد جهانی داشتند، توضیح میدهند: «ما روی لایههای نازک سرامیکی، مانند آنهایی که برای پوشش ابزارهای برش با کارایی بالا استفاده میشوند، تحقیق میکنیم. برای ابزارهای با کارایی بالا، ضروری است که مواد حتی در شرایط سخت نیز پایدار و بادوام باقی بمانند. و این دقیقاً همان چیزی است که این مواد را برای ذخیرهسازی دادهها نیز ایدهآل میکند.»
این تیم با استفاده از پرتوهای یونی متمرکز، کد QR را به یک لایه نازک سرامیکی تبدیل کردند.
اندازه پیکسلهای منفرد تنها ۴۹ نانومتر است - تقریباً ده برابر کوچکتر از طول موج نور مرئی. بنابراین، این کد کاملاً نامرئی است؛ جزئیات آن را نمیتوان با استفاده از نور مرئی به هیچ وجه تشخیص داد دقیقاً مانند اینکه اساساً غیرممکن است حروف بریل را با کف ضخیم پای فیل حس کرد. اما وقتی با میکروسکوپ الکترونی بررسی میشود، کد QR واقعاً میتواند به طور قابل اعتمادی خوانده شود.
تراکم ذخیرهسازی این روش قابل توجه است: در مساحت یک ورق کاغذ A4، بیش از ۲ ترابایت داده میتواند به این روش ذخیره شود و برخلاف رسانههای ذخیرهسازی مرسوم، چنین حاملهای داده سرامیکی عملاً به طور نامحدود بادوام هستند و برای حفظ اطلاعات ذخیره شده به هیچ انرژی نیاز ندارند.
ذخیرهسازی طولانیمدت برای عصر اطلاعات
الکساندر کرنباوئر میگوید: «ما در عصر اطلاعات زندگی میکنیم، اما دانش خود را در رسانههایی ذخیره میکنیم که به طرز شگفتآوری کوتاهمدت هستند.» حاملهای داده مغناطیسی و الکترونیکی اغلب اطلاعات را تنها پس از چند سال از دست میدهند؛ بدون ورودی مداوم انرژی، خنکسازی و انتقال منظم دادهها، ردپای زمان ما محو میشود. تمدنهای پیشین دانش خود را بر روی سنگ حک میکردند و آن پیامها هزاران سال باقی ماندهاند.
الکساندر کرنباوئر میگوید: «با رسانههای ذخیرهسازی سرامیکی، ما رویکردی مشابه فرهنگهای باستانی را دنبال میکنیم که کتیبههای آنها را هنوز هم میتوانیم بخوانیم. ما اطلاعات را روی مواد پایدار و بیاثری مینویسیم که میتوانند در برابر گذشت زمان مقاومت کنند و برای نسلهای آینده کاملاً قابل دسترسی باشند.»
همچنین بسیار مهم است که این دادهها بدون هیچ گونه ورودی انرژی و بدون خنکسازی دستنخورده باقی بمانند، برخلاف مراکز داده امروزی که به مقادیر عظیمی از انرژی الکتریکی نیاز دارند و بنابراین به میزان قابل توجهی در انتشار جهانی CO₂ نقش دارند.
ثبت در کتاب رکوردهای گینس
این رکورد جهانی شامل فرآیند خواندن با استفاده از میکروسکوپ الکترونی به طور مشترک توسط دانشگاه فنی وین و شرکت Cerabyte در حضور شاهدان انجام شد و توسط دانشگاه وین به عنوان یک تأییدکننده مستقل تأیید شد.
دانشگاه فنی وین نه تنها آزمایشگاههای پیشرفته علوم مواد، بلکه میکروسکوپهای الکترونی پیشرفته USTEM، مرکز میکروسکوپ الکترونی دانشگاه، را نیز ارائه میدهد. این رکورد اکنون توسط گینس بررسی و رسماً به رسمیت شناخته شده است.
QR کد اندازهگیری شده جدید تنها 37 درصد از اندازه رکورددار جهانی قبلی را دارد.
الکساندر کرنباوئر میگوید: "رکورد جهانی که اکنون تأیید شده است، تنها آغاز یک پیشرفت بسیار امیدوارکننده است. اکنون هدف ما استفاده از مواد دیگر، افزایش سرعت نوشتن و توسعه فرآیندهای تولید مقیاسپذیر است تا بتوان از ذخیرهسازی دادههای سرامیکی نه تنها در آزمایشگاهها، بلکه در کاربردهای صنعتی نیز استفاده کرد. در عین حال، ما در حال بررسی این هستیم که چگونه ساختارهای داده پیچیدهتر، بسیار فراتر از QR کدهای ساده، میتوانند به طور قوی، سریع و با مصرف انرژی کم در لایههای نازک سرامیکی نوشته شوند و به طور قابل اعتمادی خوانده شوند."
بنابراین، این تحقیق مسیری واقعبینانه به سوی آیندهای با دادههای سازگارتر با آب و هوا میگشاید، آیندهای که در آن اطلاعات میتوانند به طور دائم، ایمن و با حداقل مصرف انرژی ذخیره شوند.
تاریخ:1404/12/3
مهسا نعمتی
