Quão pequeno pode ser um código QR? Uma equipe de pesquisadores levou os limites ao extremo, criando objetos tão pequenos que só podem ser detectados com um microscópio eletrônico. Cientistas da Universidade Técnica de Viena, trabalhando com a empresa de armazenamento de dados Cerabyte, criaram um código QR que mede apenas 1,98 mícrons quadrados, menor que a maioria das bactérias. A conquista foi agora oficialmente reconhecida e inscrita no Livro Guinness de Recordes Mundiais.
Além da sua escala, a descoberta poderá ter implicações significativas para o armazenamento de dados a longo prazo. As tecnologias tradicionais de armazenamento, como unidades magnéticas ou sistemas eletrônicos, tendem a se degradar em poucos anos. Em contraste, a codificação de informações em materiais cerâmicos pode preservá-las por centenas ou até milhares de anos.
Estável e legível em escala nanométrica
“As estruturas que criamos aqui são tão finas que não podem ser vistas com um microscópio óptico”, diz o professor Paul Mayrhofer, do Instituto de Ciência e Tecnologia de Materiais da TU Viena. “Mas essa não é a parte realmente atraente. Estruturas em escala de mícron não são incomuns hoje – é até possível criar padrões compostos de átomos individuais. No entanto, isso por si só não produz códigos estáveis e legíveis.”
Em escalas extremamente pequenas, os átomos podem mudar de posição ou preencher lacunas, apagando os dados armazenados. “O que fazemos é fundamentalmente diferente”, explica Mayrhofer. “Criamos um código QR que é pequeno, mas estável e de leitura reproduzível.”
Materiais cerâmicos permitem armazenamento de dados duradouro
A chave para esta conquista está no próprio material. “Estudamos filmes cerâmicos, por exemplo, para revestir ferramentas de corte de alto desempenho”, explicam Erwin Peck e Balint Hajas. “Para ferramentas de alto desempenho, os materiais devem permanecer estáveis e duráveis mesmo sob condições extremas. É isso que torna esses materiais ideais para armazenamento de dados.”
Os pesquisadores usaram um feixe de íons focado para esculpir o código QR em uma fina camada de cerâmica. Cada pixel tem apenas 49 nanômetros de tamanho, cerca de dez vezes menor que o comprimento de onda da luz visível. Portanto, o padrão é completamente invisível em condições normais e não pode ser resolvido com luz visível. No entanto, quando visto com um microscópio eletrônico, o código QR pode ser lido de forma clara e confiável.
A capacidade de armazenamento também é impressionante. Usando este método, mais de 2 TB de dados podem ser acomodados na área de uma folha de papel A4. Ao contrário dos sistemas de armazenamento tradicionais, estes suportes de dados cerâmicos podem permanecer intactos indefinidamente e não requerem qualquer energia para manter as informações armazenadas.
Nova abordagem para preservação de dados a longo prazo
“Vivemos na era da informação, mas o tempo que armazenamos conhecimento nos meios de comunicação é extremamente curto”, afirma Alexander Kirnbauer. Os dispositivos de armazenamento magnético e eletrônico geralmente perdem dados após alguns anos, especialmente sem energia, refrigeração e manutenção constantes. Em contraste, as civilizações antigas esculpiram o conhecimento em pedra, preservando-o durante milhares de anos.
“Com os meios de armazenamento cerâmicos, estamos buscando uma abordagem semelhante às culturas antigas cujas inscrições ainda podemos ler hoje”, disse Kienbauer. “Escrevemos informações em materiais estáveis e inertes que podem resistir à passagem do tempo e permanecer totalmente acessíveis às gerações futuras”.
Outra grande vantagem é a eficiência energética. Ao contrário dos data centers modernos que exigem grandes quantidades de energia e refrigeração, o armazenamento baseado em cerâmica pode armazenar informações sem qualquer entrada contínua de energia, ajudando a reduzir o impacto ambiental.
Guinness Records e aplicações futuras
O código QR recorde e seu processo de verificação, incluindo leituras de microscopia eletrônica, foram realizados em conjunto pela TU Vienna e Cerabyte na frente de testemunhas. A Universidade de Viena atua como agência de verificação independente. A Universidade Técnica de Viena oferece instalações avançadas de ciência de materiais, bem como microscopia eletrônica de alta resolução em seu Centro USTEM. O resultado foi agora oficialmente reconhecido pelo Guinness World Records, com o novo código QR tendo apenas 37% do tamanho do recordista anterior.
“O recorde mundial agora confirmado marca o início de um desenvolvimento muito promissor”, disse Alexander Kienbauer. “Nosso objetivo agora é usar outros materiais, aumentar a velocidade de gravação e desenvolver processos de fabricação escalonáveis para que o armazenamento de dados cerâmicos possa ser usado não apenas em laboratório, mas também em aplicações industriais. Ao mesmo tempo, estamos investigando como estruturas de dados mais complexas (muito além de simples códigos QR) podem ser escritas de forma robusta, rápida e eficiente em termos energéticos em filmes cerâmicos e lidas de forma confiável.”
Este trabalho aponta para um futuro mais sustentável para o armazenamento de dados, onde a informação pode ser preservada de forma segura por longos períodos de tempo com um consumo mínimo de energia.
