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Tecnología

Discos de grafeno: el futuro del almacenamiento


El espacio entre el cabezal y el plato disminuye continuamente para permitir densidades más altas.

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El grafeno se puede utilizar para unidades de disco duro de ultra alta densidad (HDD), con un salto de hasta diez veces en el almacenamiento de datos en comparación con las tecnologías actuales.

Es el resultado de un estudio liderado por investigadores del Cambridge Graphene Center, publicado en Nature Communications y que se llevó a cabo en colaboración con equipos de la Universidad de Exeter, India, Suiza, Singapur y Estados Unidos.

Los discos duros aparecieron por primera vez en la década de 1950, pero su uso como dispositivos de almacenamiento en computadoras personales solo despegó a mediados de la década de 1980. Se han vuelto cada vez más pequeños en tamaño y más densos en términos de la cantidad de bytes almacenados. Si bien las unidades de estado sólido son populares para dispositivos móviles, las unidades de disco duro continúan utilizándose para almacenar archivos en computadoras de escritorio, en gran parte debido a su costo favorable de producción y compra.

Los discos duros contienen dos componentes principales: platos y un cabezal. Los datos se escriben en los platos utilizando un cabezal magnético, que se mueve rápidamente por encima de ellos a medida que giran. El espacio entre el cabezal y el plato disminuye continuamente para permitir densidades más altas.

Actualmente, los recubrimientos a base de carbono (COC), capas que se utilizan para proteger los discos de los daños mecánicos y la corrosión, ocupan una parte importante de este espacio. La densidad de datos de los discos duros se ha cuadriplicado desde 1990, y el grosor del COC se ha reducido de 12,5 nm a alrededor de 3 nm, lo que corresponde a un terabyte por pulgada cuadrada. Ahora, el grafeno ha permitido a los investigadores multiplicar esto por diez.

Los investigadores de Cambridge han reemplazado los AOC comerciales con una a cuatro capas de grafeno y han probado la fricción, el desgaste, la corrosión, la estabilidad térmica y la compatibilidad de los lubricantes. Más allá de su insuperable delgadez, el grafeno cumple con todas las propiedades ideales de un revestimiento de HDD en términos de protección contra la corrosión, baja fricción, resistencia al desgaste, dureza, compatibilidad con lubricantes y suavidad de la superficie.

El grafeno permite una reducción doble de la fricción y proporciona una mejor corrosión y desgaste que las soluciones de última generación. De hecho, una sola capa de grafeno reduce la corrosión en 2,5 veces.

Los científicos de Cambridge transfirieron grafeno a discos duros hechos de hierro-platino como capa de grabación magnética y probaron la grabación magnética asistida por calor (HAMR), una nueva tecnología que permite un aumento en la densidad de almacenamiento al calentar la capa de grabación a altas temperaturas. Los COC actuales no funcionan a estas altas temperaturas, pero el grafeno sí. Por lo tanto, el grafeno, junto con HAMR, puede superar a los discos duros actuales, proporcionando una densidad de datos sin precedentes, superior a 10 terabytes por pulgada cuadrada.

“Demostrar que el grafeno puede servir como revestimiento protector para unidades de disco duro convencionales y que es capaz de resistir las condiciones de HAMR es un resultado muy importante. Esto impulsará aún más el desarrollo de nuevas unidades de disco duro de alta densidad de área”, dijo en un comunicado la doctora Anna Ott del Cambridge Graphene Centre, una de las coautoras de este estudio.

Un salto en la densidad de datos de los discos duros en un factor de diez y una reducción significativa en la tasa de desgaste son fundamentales para lograr una grabación de datos magnéticos más sostenible y duradera. Los desarrollos tecnológicos basados en el grafeno están avanzando por el camino correcto hacia un mundo más sostenible.

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