Изследователите разработват нанопорест материал, способен да съхранява информация, използвайки по-малко енергия

25/12/2018 / От Едсел Кук

            https://www.newstarget.com/2018-12-25-researchers-develop-a-nanoporous-material-capable-of-storing-information.html?fbclid=IwAR0zbq4YU1FPOS1Yf5MywQpHzw5QO1Zy9Qb60yviWL0cCtofFaeG8XRiCOM

Статия в Universitat Autтnoma de Barcelona Newsroomсъобщава за ефективен нов материал за съхранение на данни, който изисква много по-малко енергия и генерира много по-малко топлина от сегашните технологии. Веднъж подобрен, той може да доведе до енергийно ефективни сървъри за данни, които не се нуждаят от температури на замръзване.

Повечето електронни устройства съхраняват данни в магнитни памети. Устройството може да добавя, променя или премахва данни чрез прилагане на магнитно поле към материала, който съставлява магнитната памет.

Полето променя ориентацията на магнитните домейни на материала на “нагоре” или “надолу”. Една от тези посоки ще получи стойност “0”, а другите ще получат “1.”

Магнитното поле се генерира от електрически ток. Многократното прилагане на такива токове ще доведе  до нагряване на материала за съхранение на данни .

Топлината намалява работата на материала за съхранение. Излишната топлина може дори да повреди или унищожи електронното устройство, което сега трябва да използва още повече електроенергия, за да остане студено, докато работи горещо.

Например, до 40% от консумираната от компютрите електроенергия завършва като топлина, от която трябва да се отърват. Големи компютърни сървъри са изградени или под вода, или в скандинавските страни. (Свързани: Учените създават материал, който има почти нулево триене в инженерната скала .)

Нанопорьозна филмова сплав с много тънки стени между порите

Експеримент от френски изследователи от 2007 г. създава изключително тънки слоеве от магнитен материал, които обещават да намалят консумацията на енергия. Този материал може да преориентира магнитните си домени, използвайки малко по-малко напрежение и енергия в сравнение с конвенционалните еквиваленти.

 

По това време четири процента от енергията, спестена от материала, се смяташе за твърде малка за практическа употреба в електронните устройства. Почти десетилетие по-късно изследователският екип на Universitat Autтnoma de Barcelona (UAB) проследи опита на Франция.

Испанците изработиха нанопорест материал, който имаше голяма повърхност. Тяхната нова сплав превъзхождаше предшественика си по отношение на магнитните свойства.

В публикуваната от тях статия професорът на UAB Jordi Sort обяснява как той и екипът му комбинират мед и никел в много тънък филм. Вътрешността на филма съдържаше многобройни пори, които бяха само с размери от пет до десет нанометра, достатъчно пространство, за да се поберат няколко дузини атоми.

"Нанопорите, открити от вътрешната страна на нанопорьозните материали, предлагат голямо количество повърхност", отбелязва той. "С тази огромна повърхност, концентрирана в много малко пространство, можем да приложим малко напрежение и да намалим значително енергията, необходима за ориентиране на магнитните домени и запис на данни."

Сорт добави, че нанопорестите материали представят нов  енергоефективен подход към магнитните данни .

Ултра-тънките магнитни филми ще генерират огромни икономии в сметките за електричество

Изследователите на UAB направиха първата партида от тези нанопорьозни магнитни памети от медно-никелови сплави. Твърди се, че тестовете им са дали добри резултати.

Прототипите показват 35% по-ниска магнитна коерцитивност. Те могат да превключват ориентацията на своите магнитни състояния с много по-слабо магнитно поле, което им позволява да пестят енергия.

Тези ранни модели изискват течни електролити да канализират напрежението. Следващата партида ще използва твърди диелектрици, които могат да им позволят да бъдат внедрени в търговски електронни устройства като материал за съхранение на данни.

„Внедряването на този материал в паметта на компютри и мобилни устройства може да предложи много предимства, главно в директната икономия на енергия за компютрите и значително увеличаване на автономността на мобилните устройства“, твърди Сорт.

Нанопорестите материали в крайна сметка могат да доведат до енергийно ефективни наноелектронни устройства, предвидени от Европейския съюз. Тези бъдещи системи за обработка на данни могат да спестят много енергия и пари, ако могат да направят прехода от електрически ток към напрежение.

Следете най-новите разработки в компютърните технологии, като посетите Computing.news .

Източниците включват:

UAB.cat

ResearchGate.net