¿Qué tan pequeño puede ser un código QR? Un equipo de investigadores ha llevado los límites al extremo, creando uno que sólo puede detectarse mediante un microscopio electrónico. Los científicos de TU Wien, en colaboración con la empresa de almacenamiento de datos Cerabyte, han creado un código QR que mide sólo 1,98 micrómetros cuadrados, más pequeño que la mayoría de las bacterias. Este logro ha sido confirmado oficialmente y registrado en el Libro Guinness de los Récords.
Más allá de su tamaño, el avance podría tener implicaciones importantes para el almacenamiento de datos a largo plazo. Las tecnologías de almacenamiento tradicionales, como las unidades magnéticas o los sistemas electrónicos, tienden a degradarse en unos pocos años. Por el contrario, la información codificada en materiales cerámicos puede almacenarse durante cientos o incluso miles de años.
Estable y legible a nanoescala
“La estructura que creamos aquí es tan fina que no se puede ver con un microscopio óptico”, dice el profesor Paul Mayerhofer del Instituto de Ciencia y Tecnología de Materiales de la TU Viena. “Pero eso no es realmente lo importante. Las estructuras a escala micrométrica no son infrecuentes hoy en día; incluso es posible crear patrones hechos de átomos individuales. Sin embargo, eso por sí solo no da como resultado un código estable y legible”.
En escalas extremadamente pequeñas, los átomos pueden cambiar de posición o llenar huecos, lo que puede borrar los datos almacenados. “Lo que hicimos fue algo fundamentalmente diferente”, explica Meyerhofer. “Hemos creado un código QR pequeño, pero estable y legible repetidamente”.
Los materiales cerámicos permiten un almacenamiento de datos duradero
La clave de este logro está en los ingredientes. “Investigamos películas cerámicas finas, como las que se utilizan para recubrir herramientas de corte de alto rendimiento”, explican Erwin Peck y Balint Hajas. “Para los equipos de alto rendimiento, es esencial que los materiales permanezcan estables y duraderos incluso en condiciones extremas. Y esto es lo que hace que estos materiales sean ideales para el almacenamiento de datos”.
Utilizando haces de iones enfocados, los investigadores grabaron el código QR en una fina capa de cerámica. Cada píxel mide sólo 49 nanómetros, unas diez veces más corto que la longitud de onda de la luz visible. Como resultado, el patrón es completamente invisible en condiciones normales y no puede resolverse utilizando luz visible. Sin embargo, cuando se observa con un microscopio electrónico, el código QR se puede leer de forma clara y fiable.
La capacidad de almacenamiento también es impresionante. Con este método, pueden caber más de 2 terabytes de datos en el campo de una sola hoja de papel A4. A diferencia de los sistemas de almacenamiento convencionales, estos soportes de datos cerámicos pueden permanecer intactos indefinidamente y no requieren energía para mantener la información almacenada.
Un nuevo método para el almacenamiento de datos a largo plazo
“Vivimos en la era de la información, pero almacenamos nuestros conocimientos en medios que sorprendentemente duran poco”, afirma Alexander Kirnbauer. Los dispositivos de almacenamiento magnéticos y electrónicos a menudo pierden datos después de algunos años, especialmente sin energía, refrigeración y mantenimiento continuos. Por el contrario, las civilizaciones antiguas grabaron su conocimiento en piedra, lo que les permitió sobrevivir durante miles de años.
“Con los medios de almacenamiento cerámicos seguimos un enfoque similar al de las culturas antiguas, cuyas inscripciones todavía podemos leer hoy”, afirma Kirnbauer. “Escribimos información sobre material estable e inerte que puede resistir el paso del tiempo y seguir siendo totalmente accesible para las generaciones futuras”.
Otro beneficio importante es la eficiencia energética. A diferencia de los centros de datos modernos que requieren una cantidad significativa de energía y refrigeración, el almacenamiento basado en cerámica puede almacenar datos sin ningún aporte continuo de energía, lo que ayuda a reducir el impacto ambiental.
Récords Guinness y futuras aplicaciones
Su proceso de verificación, que incluyó códigos QR que batieron récords y lecturas de microscopio electrónico, fue realizado conjuntamente por TU Wien y Serabyte frente a testigos. La Universidad de Viena actuó como verificador independiente. TU Wien proporciona instalaciones de ciencia de materiales avanzadas con microscopios electrónicos de alta resolución en su centro USTEM. El resultado ahora ha sido reconocido oficialmente por Guinness, con el nuevo código QR que mide solo el 37% del tamaño del poseedor del récord anterior.
“El récord mundial ahora confirmado es sólo el comienzo de un desarrollo muy prometedor”, afirma Alexander Kirnbauer. “Nuestro objetivo ahora es utilizar otros materiales, aumentar las velocidades de escritura y desarrollar procesos de fabricación escalables para que el almacenamiento de datos cerámicos pueda usarse no sólo en laboratorios, sino también en aplicaciones industriales. Al mismo tiempo, estamos investigando cómo estructuras de datos más complejas, más allá de los simples códigos QR, pueden escribirse y leerse de manera robusta, rápida y energéticamente eficiente en películas cesabli”.
Este trabajo apunta a un futuro más sostenible para el almacenamiento de datos, donde la información se pueda almacenar de forma segura a largo plazo con un consumo mínimo de energía.
