Met de kleinste QR-code ter wereld in het Guinness Book of Records? Wat klinkt als een technologisch speeltje, betekent in feite een groot potentieel voor langdurige gegevensopslag. Samen met het Oostenrijks-Duitse opslagtechnologiebedrijf Cerabyte hebben onderzoekers van het Instituut voor Materiaalkunde en Materiaaltechnologie van de Technische Universiteit Wenen / TU Wenen deze mini-QR-code ontwikkeld. De oppervlakte van de code is 1,98 vierkante micrometer groot en daarmee kleiner dan de meeste bacteriën. Hij kan alleen worden gelezen met een elektronenmicroscoop. Het keramische materiaal waarop hij is aangebracht, is stabiel en duurzaam. En dat betekent nieuwe mogelijkheden voor langdurige en energiezuinige gegevensopslag.
Het is echter niet de grootte van de QR-code die opmerkelijk is. Tegenwoordig is het niet ongebruikelijk om structuren op micrometerschaal te produceren; er worden zelfs patronen van afzonderlijke atomen gemaakt. Maar daaruit kan geen stabiele QR-code worden gegenereerd, omdat de atomen migreren en daardoor informatie verloren gaat. Het materiaal is doorslaggevend: voor de coating van hoogwaardige gereedschappen worden dunne keramische films gebruikt. Het materiaal blijft ook onder extreme omstandigheden stabiel en duurzaam, waardoor het ideaal is voor gegevensopslag. Conventionele magnetische en elektrische gegevensopslagmedia zijn van korte duur en gegevens die op deze manier worden opgeslagen, kunnen alleen worden bewaard door een constante toevoer van energie, uitgebreide koeling en regelmatige gegevensmigratie. In vroege culturen werd informatie in steen gebeiteld, kennis die vandaag de dag nog steeds beschikbaar is – met keramische opslagmedia wordt een vergelijkbare aanpak gevolgd.
Met gefocusseerde ionenbundels freesde het onderzoeksteam de QR-code in een dunne keramische laag. De afzonderlijke beeldpunten zijn 49 nanometer groot. Een enkele golflengte van zichtbaar licht is ongeveer tien keer zo groot. Daardoor is de code absoluut onzichtbaar, omdat de details ervan met zichtbaar licht fysiek niet kunnen worden waargenomen. Met een elektronenmicroscoop kan de QR-code betrouwbaar worden uitgelezen. Ook wat betreft de opslagcapaciteit van deze methode mogen indrukwekkende resultaten worden verwacht. Op een oppervlak ter grootte van een A4-pagina zou meer dan 2 Terabyte aan gegevens kunnen worden opgeslagen.
De kleinste QR-code ter wereld. De bijbehorende link leidt naar de onderzoeksgroep Materiaalkunde van de TU Wenen.
Voor de onderzoekers van de TU Wenen gaat het er nu enerzijds om de bevindingen uit het wereldrecord te verdiepen: andere materialen gebruiken, de schrijfsnelheid verhogen en schaalbare productieprocessen ontwikkelen, zodat keramische gegevensopslag ook buiten laboratoria, bijvoorbeeld in de industrie, kan worden toegepast. Anderzijds willen ze uitzoeken hoe complexe gegevensstructuren – die verder gaan dan de eenvoudige QR-code – op een robuuste, snelle en energiezuinige manier in keramische dunne lagen kunnen worden geschreven en uitgelezen.
Een technologisch snufje? Absoluut niet. De koers is gezet voor een klimaatvriendelijkere gegevenstoekomst.
