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Vorratsdatenspeicherung

Das Foto im Kobalt Datenspeicherung in Molekülen

Wir leben in einer Flut aus Daten und Information. Diese müssen auch irgendwo auf Speichern hinterlegt sein. Damit das nicht immer mehr Platz verbraucht, müssen die Speicher immer kleiner werden. Forscher aus Deutschland haben jetzt ein neues Kapitel in der Geschichte der Datenspeicherung aufgeschlagen. Sie speichern Daten in einem einzigen Molekül.

Ob Felsmalerei, Buch oder USB-Stick – die Geschichte der Datenspeicherung ist beinahe so alt wie die Menschheitsgeschichte selbst. Denn nur mithilfe dieser Speicherung gelingt es uns, Informationen an die nächste Generation weiterzugeben. Digitale Datenspeicherung gibt es nun seit einigen Jahrzehnten.

Diese Form, Daten und Informationen zu speichern wird in unserer zunehmend digitalisierten Welt immer wichtiger. Tendenz steigend. "Wir brauchen dann schon wirklich große Speichermöglichkeiten auf möglichst kleinem Raum," erklärt Professor Biprajit Sakar, Chemiker an der Freien Universität Berlin. Das erfordert die zunehmende Digitalisierung unserer Gesellschaft.

Mehr Daten erfordern kleinere Speicher

Er ist Teil des interdisziplinäres Forscherteam der FU Berlin, der Universität Stuttgart und des Max-Planck-Instituts für Chemische Energiekonversion die jetzt ein einzelnes Molekül gefunden haben, in dem Daten sicher gespeichert werden können.

Unsere bisherigen Speichermedien sind makroskopische Festkörper. Das bedeutet, wir können sie sehen und anfassen. Das wäre die Festplatte unseres Computers, etwa so groß wie ein Buch, oder USB-Sticks und SD-Karten. Forschergruppen auf der ganzen Welt arbeiten an der Optimierung dieser Speichermedien, so dass auf dem gleichen Platz in Zukunft ein vielfaches an Daten und Informationen gespeichert werden kann.

Das Molekül, das die Chemiker-Gruppe um Biprajit Sakar entdeckt hat, ist so winzig, dass man es mit bloßem Auge längst nicht mehr sehen kann. Eine Milliarde mal kleiner als ein kleiner Finger ist das Datenspeichermolekül. Durch diese platzsparende Größe könnte zukünftig mindestens 1000 Mal mehr in einem USB-Stick gespeichert werden als heute. Dass das funktioniert, liegt an der besonderen Struktur des Datenspeichermoleküls.

Bei dem besagten Molekül sorgt das Kobaltzentrum und die richtige Kombination aus Stickstoff, Kohlenstoff und Wasserstoff dafür, dass eine stabile Magnetisierung gewährleistet ist. Und die ist entscheidend, wenn man Daten speichern will.

Ein glücklicher Zufallsfund

Momentan werden unsere Daten noch in stabilen magnetischen Umgebungen von einer Struktur aus etwa 100 Molekülen gespeichert. Dass eine solche stabile Magnetisierung aber auch nur mit einem einzigen Molekül erreicht werden kann, hat das interdisziplinäre Forscherteam mit seiner Entdeckung herausgefunden. Und dieser Fund kam für Biprajit Sakar und seine Doktorandin Margarethe van der Meer ganz überraschend.

"Die meisten spannenden Entwicklungen in der Wissenschaft passieren ja durch Zufall," gesteht Prof. Sakar. Das besondere Molekül war eigentlich ein unerwartetes Ergebnis einer chemischen Reaktion. Van der Meer habe ihren unbeabsichtigten Fund jedoch genau analysiert und bemerkt, dass es spannende Eigenschaften hat.

Mehr Daten fließen, dafür benötigt man auch immer mehr Speicherkapazität

Mehr Daten fließen, dafür benötigt man auch immer mehr Speicherkapazität

Das war bereits 2014. Die Forschungen in Berlin, Stuttgart und Mühlheim dauerten aber bis Mitte Februar dieses Jahres. Bewiesen ist nun, dass das Datenspeichermolekül tatsächlich unsere Fotos, Briefe und Co. platzsparend auf molekularer Ebene verwahren kann.

Doch wann wir den ersten USB-Stick mit der neuen Technik im Kaufhausregal finden, ist noch nicht klar. Zunächst muss das Forscherteam herausfinden, wie das Datenspeichermolekül auch bei Zimmertemperatur seine magnetischen Eigenschaften behält. Momentan speichert es unsere Dokumente nur bei niedrigeren Temperaturen zuverlässig. Außerdem müssen auch die Lesegeräte in unseren Computern genauer werden, wenn Daten in Zukunft aus einer tausendmal kleineren Fläche im USB-Stick gelesen werden sollen.

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Franz Schreker:
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3. und 4. Satz, aus: Violinkonzert Nr. 1 a-Moll op. 77
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Leitung: Esa-Pekka Salonen