זיכרון קטן גדול

 

 

ובכן, צעד חשוב בכיוון הזה נעשה באחרונה על ידי מדענים במכון ויצמן למדע, שפיתחו דרך לבניית התקנים מולקולריים, העשויה לשמש בין היתר לאיחסון מידע. תהליך זה מתואר במאמר שפירסמו החוקרים בכתב העת המדעי Advanced Materials.

 

הטכנולוגיה הקיימת לאיחסון מידע על גבי תקליטורים ובזיכרונות ממוחשבים מבוססת על צריבת הנתונים בגוש חומר קיים. צריבת פריטי המידע ב"סימנים" קטנים יותר מאפשרת ריכוז מידע רב יותר בשטח נתון. אבל הטכניקה הקיימת למיזעור התקני הזיכרון השונים מתקרבת לקצה גבול יכולתה. כדי לעבור את הגבול הזה וליצור זכרונות זעירים ויעילים יותר, פנו פרופ' יעקב סגיב מהמחלקה לחקר חומרים ופני שטח במכון ויצמן למדע, וחברי קבוצת המחקר שהוא עומד בראשה, לכיוון פעולה אחר. במקום לצרוב את הצורות המסמלות את המידע בגושי חומר קיימים, הם הצליחו לבנות אותן ממולקולות ומאטומים שאותם חיברו אלה לאלה, בדומה לדרך שבה בנאים מניחים לבנים בתהליך הבנייה.

 

בצוות המחקר של פרופ' סגיב השתתפו ד"ר רבקה מעוז ואלי פרידמן מהמחלקה לחקר חומרים ופני שטח, וד"ר סידני כהן מהיחידה לשירותים כימיים.

 

הם השתמשו במשטח סיליקון המכוסה בשכבת מולקולות בעומק של מולקולה אחת בלבד. קצות המולקולות הללו הם בלתי פעילים מבחינה כימית, אך החוקרים הצליחו לשנות את תכונותיהן של חלק מהמולקולות האלה, כך שתהיינה פעילות, בעוד המולקולות שלא טופלו נותרו בלתי פעילות. בדרך זו הצליחו החוקרים, למעשה, "לכתוב" על המשטח המולקולרי מידע (דוגמת כתב, או תמונה, או מוסיקה). ה"עיפרון" שבאמצעותו כתבו החוקרים את המידע על שכבת המולקולות הוא מיקרוסקופ כוח אטומי, המצויד במחט זעירה המעבירה זרם חשמלי. כשמחט זו נוגעת בקצה מולקולה, היא משנה את תכונותיה, ובכך היא "כותבת" עליה מידע. באותה דרך יכול מיקרוסקופ הכוח האטומי לגשש ו"לקרוא" את תכונותיהן של המולקולות. המידע הזה מועבר למחשב ש"קורא" אותו, ובתהליך של פיענוח יוצר מחדש את הכתב, התמונה או המוסיקה המקוריים.

 

שיטת איחסון מידע זו, המבוססת על רכיבים מולקולריים, עשויה לאפשר איחסון כמויות עצומות של מידע בשטח שעד כה היה אפשר לאחסן בו כמות מידע קטנה בהרבה.

 

במחקר המשך ניצלו החוקרים את העובדה ששינוי התכונות של קצוות המולקולות מתבטא, בין היתר, בכך שהמולקולות, שקודם היו בלתי פעילות, יכולות עכשיו להיקשר למולקולות או לאטומים אחרים. כך הצליחו החוקרים לבנות "קומה מולקולרית" נוספת על גבי השכבה המולקולרית הראשונה. יכולתם של החוקרים לעצב את צורתה ואת הרכבה הכימי של "הקומה המולקולרית השנייה" על פי כל תוכנית רצויה, עשויה להוביל לפיתוח דרך לבניית התקנים ננו-אלקטרוניים, אשר עשויים להוות מרכיבים חשובים בטכנולוגיות עתידיות שונות.