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Hard disk fino a 20 terabyte usando i copolimeri a blocchi

Hard disk cinque volte più capienti grazie a un processo sviluppato dai chimici e dagli ingegneri dell'Università del Texas con sede a Austin. La tecnica si basa su sostanze in grado di auto-organizzarsi, conosciute come copolimeri a blocchi, e i ricercatori hanno stanno collaborando con HGST, cioè l'ex divisione archiviazione di Hitachi, acquisita da Western Digital quest'anno, per svilupparla ulteriormente.

"Negli ultimi decenni c'è stato un rapido ed esponenziale incremento delle informazioni che possono essere salvate sui dispositivi di memoria, ma ormai siamo a un punto in cui ci stiamo scontrando con i limiti fisici", ha dichiarato  C. Grant Willson, professore di chimica e biochimica della Cockrell School.

Con gli attuali metodi di produzione gli "uno" e gli "zero" sono scritti come punti magnetici su una superficie metallica uniforme. Più questi punti sono adiacenti tra loro, maggiore è la quantità di dati archiviabile sulla stessa area. Oggi però i punti sono così prossimi l'uno all'altro che avvicinarli ulteriormente potrebbe impattare negativamente sulla stabilità dei dati, in quanto i punti influenzano i rispettivi campi magnetici.

La soluzione per andare oltre i limiti attuali è far sì che i punti siano isolati l'uno dall'altro, senza che tra loro vi sia un materiale magnetico, in modo da avvicinarli ulteriormente senza creare destabilizzazione. È proprio qui che entrano in gioco i copolimeri che, se progettati nel modo giusto, sono in grado di auto-assemblarsi in modelli regolari di punti o linee – a temperatura ambiente.

Se la superficie che rivestono ha già dei punti di riferimento incisi (guidepost), i punti o le linee si formeranno nei modelli desiderati necessari all'archiviazione di dati. Questo processo è chiamato directed self-assembly (DSA) e i ricercatori l'hanno migliorato non solo riducendo ulteriormente la dimensione dei punti, ma anche trovando un metodo che consentisse un alto rendimento in fase produttiva.

L'aspetto importante è che il processo di sintetizzazione dei copolimeri a blocchi richiede meno di un minuto, un record. "Quando abbiamo iniziato speravo avremmo ottenuto un tempo di lavorazione sotto le 48 ore, ora siamo a circa 30 secondi. Non sono nemmeno sicuro di come sia possibile tale velocità. Non sembra ragionevole, ma una volta ogni tanto si è fortunati", ha dichiarato il professor Willson.

Inoltre il team ha progettato uno speciale rivestimento dei copolimeri che neutralizza l'energia di superficie presente sull'interfaccia superiore di una pellicola di copolimeri a blocchi. Questo rivestimento permette ai polimeri di raggiungere l'orientamento corretto in base al piano di una superficie, attraverso il riscaldamento.

"I modelli fatti di punti super piccoli ora possono auto-assemblarsi in verticale o perpendicolare con dimensioni ridotte rispetto al passato", ha dichiarato Thomas Albrecht, responsabile della tecnologia patterned media di HGST. "Questo li rende più facili da incidere sulla superficie di una di una piastra master per effettuare il nanoimprinting, che è quello di cui abbiamo bisogno per rendere la tecnologia patterned media in grado di offrire dischi a maggiore capacità".

C. Grant Willson e i suoi colleghi stanno lavorando con HGST per vedere se questi miglioramenti possono essere inseriti nel processo produttivo convenzionale. La ricerca è stata parzialmente finanziata da Nissan Chemical Company e vi ha partecipato anche Molecular Imprints, azienda di Austin cofondata dal professor Willson.