Glasspeicher: Tausende Jahre haltbar - jetzt auch wiederbeschreibbar

Glas gilt aufgrund seiner Langlebigkeit als interessantes Material für die Speicherung von Daten. Forscher haben jetzt sogar eine Möglichkeit entwickelt, wie die Informationen hier wieder verändert werden können, wodurch der Langzeitspeicher flexibler wird.

Fotochromes Glas als Lösung

Die Nutzungsmöglichkeiten von Glas als Speicher werden schon länger erforscht, und eine besonders vielversprechende Variante war seit jeher fotochromes Glas, das seine Farbe je nach Lichteinwirkung verändert. Nun hat ein Forscherteam eine spezielle, dotierte Version dieses Glases entwickelt, die sich sogar noch unbegrenzt beschreiben und wieder löschen lässt. Die Ergebnisse wurden in der Fachzeitschrift ACS Energy Letters veröffentlicht.

Ein bekanntes Beispiel für Fotochromismus sind Brillengläser, die sich bei Sonnenlicht verdunkeln und in Innenräumen wieder aufhellen. Ähnlich funktioniert das neu entwickelte Speicherglas: Es verändert seine Farbe unter spezifischen Lichtwellenlängen, was es als kostengünstige und hochdichte Speicherlösung attraktiv macht. Der größte technische Haken bestand bisher jedoch darin, gespeicherte Daten nicht nur zu speichern, sondern auch gezielt wieder zu überschreiben.


Ein Forscherteam um Jiayan Liao, Ji Zhou und Zhengwen Yang hat jetzt einen entscheidenden Fortschritt erzielt: Mithilfe einer neuartigen Dotierungstechnik gelang es, reversible Muster in gallium-silikathaltigem Glas zu erzeugen. Dadurch rückt diese zukunftsweisende Technologie einem realen Einsatz näher.

Die Forscher entwickelten ihr Glas durch Dotierung mit Magnesium- und Terbium-Ionen. Anschließend nutzten sie eine spezielle Technik, die als "dopierte direkte 3D-Lithografie" bezeichnet wird, um mit einem 532-Nanometer-Laser feinste Strukturen in das Material einzugravieren. Die resultierenden Muster, darunter geometrische Formen, QR-Codes und sogar ein Vogeldesign, erscheinen zunächst in Violett. Je nach verwendeter Lichtquelle ändern sie jedoch ihr Erscheinungsbild: Terbium leuchtet unter tiefviolettem Licht grün, während Magnesium in einem 417-Nanometer-Wellenlängenbereich rot fluoresziert.

Vielfältige Anwendungen

Ein entscheidender Fortschritt besteht darin, dass diese Muster vollständig gelöscht werden können, ohne die Struktur des Glases zu beschädigen. Hierfür erhitzten die Wissenschaftler das Glas für 25 Minuten auf 550 Grad Celsius.

Die innovative Nutzung von Magnesium und Terbium ermöglicht es, mehrfarbige 3D-Muster aus nur einem Material auszulesen. Dies eröffnet zahlreiche Anwendungsmöglichkeiten, etwa für hoch kapazitive optische Speichersysteme, fälschungssichere Verschlüsselung oder industrielle und militärische Einsatzgebiete. Mit diesem Durchbruch könnte Glas als wiederbeschreibbares, stabiles Speichermedium in Zukunft eine bedeutende Rolle spielen.
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