Un hallazgo del CSIC impulsa el desarrollo de memorias informáticas basadas en hologramas
Los investigadores estudian la viabilidad de materiales holográficos orgánicos, más baratos y versátiles
Discos duros, dvd de última generación, memorias flash o blu-ray. Los sistemas de almacenamiento de datos viven una carrera por aumentar su capacidad y ofrecer mayores prestaciones ¿Cuál será la memoria informática del futuro? Un equipo, con participación del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), estudia la viabilidad de los materiales holográficos orgánicos, plásticos baratos y versátiles en los que los datos se graban en forma de hologramas.
Sus trabajos, aún en un nivel básico, han aportado una significativa mejora en la eficiencia de estos medios, que hasta el momento presentaban importantes deficiencias y ofrecían escasas aplicaciones prácticas. Los detalles de su investigación, que recogió la revista Nature Materials, rebate algunas tesis clásicas sobre las prestaciones de estos materiales y suponen, según sus autores, “un importante impulso” de cara a convertirlos en futuros soportes de almacenamiento informático, con capacidad muy superior a los actuales.
A pesar de que se basan en la luz, las memorias holográficas se asemejan a las clásicas memorias magnéticas como las cintas de cassette o de vídeo. El investigador del CSIC Francisco Gallego, autor principal del trabajo, señala las similitudes entre ambos sistemas: “Las memorias magnéticas reordenan pequeñas moléculas magnéticas bajo la acción de un campo magnético que codifica la información que se quiere grabar. Las memorias holográficas hacen algo similar: en vez de modificar las propiedades magnéticas de las moléculas del material, modifican sus propiedades ópticas, es decir, cambian la forma en que propagan o absorben la luz”.
La diferencia fundamental de las memorias holográficas con las magnéticas o las ópticas (cd, dvd, etcétera) radica en la propia naturaleza de la holografía. Un haz de luz puede contener gran cantidad de información, tras ser reflejada por un objeto o atravesar una diapositiva con datos encriptados digitalmente, por ejemplo. Toda la información puede grabarse directamente y en un volumen diminuto al hacer interferir este haz con otro de apoyo, creando un holograma. Así, esta técnica permite la manipulación de gran cantidad de datos conjuntamente, de una sola vez, posibilitando velocidades de grabación y de lectura muy altos, así como gran capacidad de almacenamiento.
Según Gallego, que trabaja en el Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid (CSIC), uno de los principales escollos a la hora de desarrollar este tipo de memorias estriba en encontrar un material idóneo. La búsqueda se centra en materiales orgánicos (polímeros de bajo coste) que sufren cambios en sus propiedades ópticas por efecto de la luz. Hasta el momento, la comunidad científica miraba con interés los materiales fotorrefractivos, con capacidad de reescritura, pero que requieren el empleo de un voltaje muy alto para obtener tiempos de grabación rápidos.
El trabajo de Gallego, realizado en colaboración con la Universidad de Colonia (Alemania), apuesta por polímeros fotoisomerizables, que, además de ser baratos, no requieren la aplicación de ningún voltaje y son regrabables. “Sin embargo, el trabajo holográfico era lento, ya que la formación de cada holograma requería de varios segundos, y poco eficiente”, explica el investigador del CSIC.
Los trabajos del equipo han solventado estos dos obstáculos, al describir un nuevo mecanismo que permite grabar el material fotoisomerizable en pocos milisengundos y de forma eficiente. Además, el estudio contradice las predicciones clásicas en torno a este tipo de materiales y que atribuían la capacidad de ganancia óptica sólo a los materiales fotorreactivos. Este fenómeno, en el que un haz de luz roba la energía de otro al interferir con él, permite aplicaciones de gran interés técnico, como la conjugación de fase o la posibilidad de amplificar imágenes de forma coherente. Los resultados del estudio han desvelado que los materiales fotoisomerizables pueden exhibir una alta ganancia óptica, lo que los hace aún más atractivos.
El nuevo mecanismo, según el investigador del CSIC, da un impulso a la investigación de memorias holográficas como futuro soporte de almacenamiento de datos. “Se están consiguiendo hallazgos prometedores con materiales muy baratos, como el polímero que utilizamos en el estudio. Sin embargo, la investigación todavía está en un momento inicial y se requiere más esfuerzo y apoyo”, concluye Gallego.
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