به گزارش موبوایران، محققان کمبریج نشان داده اند که گرافن می‌تواند برای هارد دیسک با چگالی بسیار بالا (HDD)، با جهش ده برابری نسبت به فناوری‌های فعلی، استفاده شود. این پژوهش با همکاری تیم‌های دانشگاه اکستر، هند، سوئیس، سنگاپور و ایالات متحده انجام و در Nature Communications منتشر شده است. HDDها برای اولین بار در دهه ۱۹۵۰ ظاهر شدند، اما استفاده از آن‌ها به عنوان دستگاه‌های ذخیره سازی در کامپیوتر از اواسط دهه ۱۹۸۰ شروع شد. اندازه آن‌ها همیشه کوچکتر و از نظر تعداد بایت ذخیره شده متراکم‌تر شده است.
کاربرد هارد دیسک
در حالی که درایو‌های حالت جامد برای دستگاه‌های تلفن همراه محبوب هستند، HDDها همچنان برای ذخیره فایل‌ها در رایانه‌های رومیزی استفاده می‌شوند که عمدتا به دلیل هزینه مطلوب آن‌ها برای تولید و خرید است. آن‌ها شامل دو جزء اصلی هستند؛ صفحات و سر مغناطیسی. داده‌ها با استفاده از یک سر مغناطیسی روی صفحات نوشته می‌شوند که با چرخش آن‌ها به سرعت از بالا حرکت می‌کنند. فضای بین سر و صفحه اصلی به طور مداوم در حال کاهش است تا تراکم‌های بیشتری ایجاد شود.
در حال حاضر، روکش‌های کربنی (COCs) همان لایه‌هایی که برای محافظت از صفحات در برابر آسیب‌های مکانیکی و خوردگی استفاده می‌شوند، بخش قابل توجهی از این فاصله را اشغال کرده اند. تراکم داده‌های HDDها از سال ۱۹۹۰ چهار برابر شده و ضخامت COC از ۱۲.۵ نانومتر به حدود ۳ نانومتر کاهش یافته که برابر با یک ترابایت در اینچ مربع است.
گرافن محققان را قادر ساخته است که این عدد را در ده ضرب کنند. محققان کمبریج COCهای تجاری را با یک تا چهار لایه گرافن جایگزین کرده و اصطکاک، سایش، خوردگی، پایداری حرارتی و سازگاری روان کننده را آزمایش کرده اند. گرافن علاوه بر نازکی بی نظیر، تمام ویژگی‌های ایده آل یک روکش HDD را از نظر حفاظت در برابر خوردگی، اصطکاک کم، مقاومت در برابر سایش، سختی، سازگاری روان کننده و صافی سطح برآورده می‌کند. گرافن اصطکاک را دو برابر کاهش می‌دهد و خوردگی و سایش بهتری نسبت به راه حل‌های مدرن ارائه می‌دهد. در واقع، یک لایه گرافن ۲.۵ برابر خوردگی را کاهش می‌دهد.
مطالعات دانشمندان روی هارد دیسک
دانشمندان کمبریج گرافن را روی دیسک‌های سخت ساخته شده از آهن-پلاتین به عنوان لایه ضبط مغناطیسی منتقل کردند و آن را با کمک حرارت (HAMR) آزمایش کردند. فناوری جدیدی که با گرم کردن لایه ضبط در دمای بالا، باعث افزایش چگالی ذخیره می‌شود. COCهای فعلی در این درجه حرارت بالا عمل نمی‌کنند، اما گرافن عمل می‌کند؛ بنابراین، گرافن، همراه با HAMR، می‌تواند از HDDهای فعلی بهتر عمل کند و تراکم بی سابقه‌ای از داده‌ها به میزان بالاتر از ۱۰ ترابایت در اینچ مربع را فراهم کند.
نشان دادن این که گرافن می‌تواند به عنوان پوشش محافظ برای هارد دیسک‌های معمولی عمل کند و بتواند در شرایط HAMR مقاومت کند، یک نتیجه بسیار مهم است. این امر باعث توسعه بیشتر هارد دیسک‌های با تراکم ناحیه‌ای جدید می‌شود. جهش در چگالی داده‌های HDDها با ضریب ده و کاهش قابل توجه نرخ سایش برای دستیابی به ضبط پایدارتر و بادوامتر داده‌های مغناطیسی ضروری است. پیشرفت‌های فناوری مبتنی بر گرافن باعث شده دنیا در مسیر صحیح به سوی جهانی پایدار در حال حرکت باشد.
پروفسور آندریا سی فراری، مدیر مرکز گرافن کمبریج گفت: " این کار ویژگی‌های مکانیکی، خوردگی و مقاومت در برابر سایش گرافن را برای محیط‌های مغناطیسی با چگالی ذخیره بسیار بالا نشان می‌دهد. با توجه به اینکه در سال ۲۰۲۰، حدود ۱ میلیارد ترابایت ذخیره سازی HDD تولید شد، نتایج تحقیق نشان دهنده مسیری برای استفاده گسترده از گرافن در فناوری‌های پیشرفته است."