На протяжении десятилетий исследователи изучали возможность хранения данных в стекле из-за его способности сохранять информацию в течение длительного времени — эонов — без использования энергии. Особый тип стекла, меняющий цвет под воздействием света разной длины волны, называется фотохромным стеклом. Оно может использоваться для стабильного и многоразового хранения данных.
Теперь, согласно исследованию, опубликованному в ACS Energy Letters, учёные разработали легированное фотохромное стекло, способное хранить перезаписываемые данные неограниченное время. Некоторые типы очков темнеют под воздействием длин волн света, излучаемых солнцем, а затем снова становятся бесцветными в помещении, когда перестают подвергаться воздействию этих световых волн. Этот процесс называется обратимым фотохромизмом.
Точно так же другие типы фотохромного стекла могут менять цвет в зависимости от длины волны света, что делает этот материал привлекательным в качестве недорогой и стабильной платформы для хранения больших объёмов информации на небольшом пространстве. Но при использовании фотохромного стекла для хранения данных возникает проблема, связанная не только с записью информации в стекло, но и со стиранием и перезаписью данных до бесконечности.
Теперь Цзянь Ляо, Цзи Чжоу, Чжэнвэнь Ян и многопрофильная команда учёных добились прогресса в достижении этой цели, создав обратимые, настраиваемые узоры на фотохромном силикатном стекле из галлия. Сначала команда разработала силикатное стекло на основе галлия, модифицированное ионами магния и тербия, с помощью процесса, называемого прямой 3D-литографией с легированием. Ляо и его команда использовали зелёный лазер с длиной волны 532 нанометра (нм) для нанесения 3D-узоров на крошечные пластины легированного стекла.
Замысловатые узоры, случайно выбранные точки, символы, QR-коды, геометрические призмы и даже птица выглядят фиолетовыми на прозрачном стекле, которое при возбуждении на определённых длинах волн приобретает другие цвета. Тербий светится зелёным при возбуждении тёмно-фиолетовым лазером с длиной волны 376 нм, а магний светится красным в присутствии фиолетового света с длиной волны 417 нм.
Затем, чтобы полностью удалить узоры, не изменив структуру стекла, команда нагрела его до 1022 градусов по Фаренгейту (550 градусов по Цельсию) на 25 минут. Кроме того, исследователи считают использование магния и тербия революционным из-за их способности люминесцировать на разных длинах волн, что позволяет получать настраиваемые многоцветные изображения трёхмерных узоров из одного материала. Новый подход можно использовать для хранения и шифрования трёхмерных оптических данных большой ёмкости в промышленных, научных и военных целях.
Морская губка вдохновила ученых на создание сверхпрочного сжимаемого материала.
Фото: прямая 3D-литография обратимых фотохромных узоров с настраиваемой люминесценцией в аморфных прозрачных средах, ACS Energy Letters (2025). DOI: 10.1021/acsenergylett.5c00024
Обсуждение ( 0 ) Посмотреть все