Để ép lượng dữ liệu khổng lồ vào một không gian nhỏ nhất có thể, một nhóm các nhà nghiên cứu quốc tế phát triển một vật liệu độc đáo, cho phép ghi quang học kích thước nano công suất thấp, lưu trữ thông tin với hiệu suất cao.

Từ mỗi lần nhấn trên điện thoại thông minh đến mỗi lần nhấn nút ở đèn giao thông, những hoạt động thường ngày của con người tạo ra một lượng lớn dữ liệu cần được lưu trữ. Trên thực tế, dự kiến tổng lượng dữ liệu, tạo ra hàng ngày trên toàn thế giới dự kiến ​​đạt 175 ZB vào năm 2025, để lưu trữ sẽ cần một chồng đĩa Blu-ray cao gấp 23 lần khoảng cách từ Trái đất đến Mặt trăng. Nhưng hiện nay, nhân loại không sử dụng đĩa Blu-ray để lưu trữ toàn bộ thông tin kỹ thuật số của thế giới.

Hiện nay, dữ liệu được lưu trữ trong các trung tâm dữ liệu, những trung tâm khổng lồ này đang tiêu thụ tới 3% lượng điện toàn cầu, sử dụng các ổ đĩa cứng từ hóa có dung lượng lưu trữ hạn chế và tuổi thọ khoảng 3 đến 5 năm.

Để phát triển một giải pháp thay thế thân thiện môi trường, giảm thiểu không gian sử dụng và năng lượng cho những thiết bị lưu trữ dữ liệu hiện nay, các nhà khoa học thuộc Đại học Khoa học và Công nghệ Thượng Hải, Đại học Quốc gia Singapore và Học viện Công nghệ Hoàng gia Melbourne sử dụng phương pháp, kết hợp các mảnh oxit graphene với các hạt nano đảo ngược photon “upconversion nanoparticles” (UCNP).

Bằng phương pháp kết hợp graphene oxide với các hạt nano đảo ngược phát xạ và truyền năng lượng, nhóm nghiên cứu có thể giảm tiêu thụ năng lượng và tăng cường tuổi thọ của các thiết bị quang học.

Trong báo cáo khoa học về phát minh mới, được công bố trên tạp chí Science Advances, nhóm nghiên cứu viết: “Truyền năng lượng cộng hưởng ngược dòng có thể cho phép phát triển thiết bị lưu trữ dữ liệu quang học thế hệ tiếp theo với dung lượng rất lớn và tiêu thụ năng lượng thấp, đồng thời cung cấp một công cụ mạnh mẽ trong kỹ thuật nano, chế tạo các thiết bị điện tử linh hoạt tiết kiệm năng lượng.”

Mặc dù kỹ thuật lưu trữ đã có nhiều thập kỷ tiến bộ, dung lượng lưu trữ của đĩa quang vẫn bị giới hạn ở một vài terabyte. Với công nghệ ghi quang học nhiễu xạ phụ đã phát triển, có thể sản xuất các đĩa quang với dung lượng lưu trữ lên đến 700 TB trên một đĩa có chiều ngang chỉ 12 cm.

Mặc dù cần có những cải tiến kỹ thuật mới để tối ưu hóa công nghệ, nhưng phát minh của các nhà khoa học phù hợp với tiềm năng sản xuất hàng loạt đĩa quang, mở ra một hướng mới giải quyết thách thức toàn cầu về lưu trữ dữ liệu.