Quão pequeno pode ser um código QR? Uma equipe de pesquisadores levou os limites ao extremo, criando um que só pode ser detectado por meio de um microscópio eletrônico. Cientistas da TU Wien, trabalhando com a empresa de armazenamento de dados Cerabyte, criaram um código QR medindo apenas 1,98 micrômetros quadrados, menor que a maioria das bactérias. Esta conquista foi agora oficialmente confirmada e registrada no Livro de Recordes do Guinness.
Para além da sua dimensão, o avanço poderá ter implicações importantes para o armazenamento de dados a longo prazo. As tecnologias tradicionais de armazenamento, como unidades magnéticas ou sistemas eletrônicos, tendem a se degradar em poucos anos. Em contraste, a codificação de informações em materiais cerâmicos pode ser armazenada por centenas ou até milhares de anos.
Estável e legível em nanoescala
“A estrutura que criamos aqui é tão fina que não pode ser vista com um microscópio óptico”, diz o professor Paul Mayerhofer do Instituto de Ciência e Tecnologia de Materiais da TU Viena. “Mas essa não é realmente a parte significativa. Estruturas em escala micrométrica não são incomuns hoje – é até possível criar padrões feitos de átomos individuais. No entanto, isso por si só não resulta em um código estável e legível.”
Em escalas extremamente pequenas, os átomos podem mudar de posição ou preencher lacunas, o que pode apagar os dados armazenados. “O que fizemos foi algo fundamentalmente diferente”, explica Meyerhofer. “Criamos um código QR pequeno, mas estável e legível repetidamente.”
Materiais cerâmicos permitem armazenamento de dados durável
A chave para esta conquista está nos ingredientes. “Realizamos pesquisas em filmes cerâmicos finos, como aqueles usados para revestir ferramentas de corte de alto desempenho”, explicam Erwin Peck e Balint Hajas. “Para equipamentos de alto desempenho, é essencial que os materiais permaneçam estáveis e duráveis mesmo sob condições extremas. E é isso que torna esses materiais ideais para armazenamento de dados.”
Usando feixes de íons focados, os pesquisadores gravaram o código QR em uma fina camada de cerâmica. Cada pixel mede apenas 49 nanômetros, cerca de dez vezes menor que o comprimento de onda da luz visível. Como resultado, o padrão é completamente invisível em condições normais e não pode ser resolvido com luz visível. No entanto, quando visto com um microscópio eletrônico, o código QR pode ser lido de forma clara e confiável.
A capacidade de armazenamento também impressiona. Mais de 2 terabytes de dados podem caber no campo de uma única folha de papel A4 usando este método. Ao contrário dos sistemas de armazenamento convencionais, estes suportes de dados cerâmicos podem permanecer intactos indefinidamente e não requerem energia para manter as informações armazenadas.
Um novo método para armazenamento de dados a longo prazo
“Vivemos na era da informação, mas armazenamos o nosso conhecimento em meios de comunicação que têm uma vida surpreendentemente curta”, diz Alexander Kirnbauer. Os dispositivos de armazenamento magnético e eletrônico muitas vezes perdem dados após alguns anos, especialmente sem energia, refrigeração e manutenção contínuas. Em contraste, as civilizações antigas esculpiram o seu conhecimento em pedra, permitindo-lhe sobreviver durante milhares de anos.
“Com os meios de armazenamento cerâmicos, estamos seguindo uma abordagem semelhante às culturas antigas, cujas inscrições ainda podemos ler hoje”, diz Kirnbauer. “Escrevemos informações em materiais estáveis e inertes que podem resistir à passagem do tempo e permanecer totalmente acessíveis às gerações futuras”.
Outro grande benefício é a eficiência energética. Ao contrário dos data centers modernos que exigem energia e resfriamento significativos, o armazenamento baseado em cerâmica pode armazenar dados sem qualquer consumo contínuo de energia, o que ajuda a reduzir o impacto ambiental.
Recordes do Guinness e aplicações futuras
Seu processo de verificação, incluindo códigos QR recordes e leituras de microscópio eletrônico, foi conduzido em conjunto pela TU Wien e pela Serabyte na frente de testemunhas. A Universidade de Viena atuou como verificador independente. A TU Wien fornece instalações avançadas de ciência de materiais com microscópios eletrônicos de alta resolução em seu centro USTEM. O resultado foi agora oficialmente reconhecido pelo Guinness, com o novo código QR medindo apenas 37% do tamanho do recordista anterior.
“O recorde mundial agora confirmado é apenas o começo de um desenvolvimento muito promissor”, diz Alexander Kirnbauer. “Nosso objetivo agora é usar outros materiais, aumentar a velocidade de gravação e desenvolver processos de fabricação escalonáveis para que o armazenamento de dados cerâmicos possa ser usado não apenas em laboratórios, mas também em aplicações industriais. Ao mesmo tempo, estamos investigando como estruturas de dados mais complexas – além de simples códigos QR – podem ser escritas e lidas de forma robusta, rápida e com eficiência energética no filme cesabli.”
Este trabalho aponta para um futuro mais sustentável para o armazenamento de dados, onde a informação pode ser armazenada de forma segura a longo prazo com um consumo mínimo de energia.
