Chemia i optyczne pamięci komputerów
Od kilkudziesięciu lat trwają poszukiwania układów fotochemicznych, które mogłyby służyć do przechowywnia informacji i stanowić konkurencję dla pamięci magnetycznych.
Potrzebny jest taki układ, w którym informację dałoby się:
a) zapisać
b) odczytać
c) skasować
Wydaje się, że właśnie przybliżono się do tego celu (Nature 1990-10-18). Nowy typ pamięci może być oparty na pochodnych azobenzenu. Na płytkę metalową należy nanieść warstwę trans-azobenzenu. Pod wpływem światła laserowego (nadfioletowego) trans-azobenzen przechodzi w swój izomer cis. Izomer cis ma inną barwę niż izomer trans i zapisaną laserem informację można łatwo i szybko odczytać. Niestety cis-azobenzen powoli wraca do formy trans i zapisowi grozi samorzutne skasowanie! Jeśli jednak nasza płytka zanurzona jest w wodnym roztworze odpowiedniego elektrolitu, to wystarczy przyłożyć do niej odpowiednie napięcie i zajdzie reakcja elekrodowa redukcji:
Co najważniejsze, reakcji tej w odpowiednich warunkach ulega tylko izomer cis. Zapisana informacja ulega więc utrwaleniu, gdyż hydrazobenzen jest również łatwy do odróżnienia od trans-azobenzenu, a do tego trwały.
Jeżeli zapisane informacje chcemy skasować, zmieniamy potencjał płytki tak, by hydrazobenzen uległ utlenieniu.
Zapisywanie informacji. Oba izomery azobenzenu mają płaskie cząsteczki.
Podstawniki R, R' są skomplikowane i nie rysujemy ich tutaj.
 |
+ 2H+ + 2e- --> |
 |
| cis-azobenzen | | hydrazobenzen |
Utrwalanie informacji (redukcja elektrochemiczna)
+ 2H+ + 2e-
Kasowanie informacji (utlenianie elektrochemiczne)
Przy tej czynności nasza płytka staje się anodą (utlenianie zawsze przebiega na anodzie). Bystry Czytelnik niechybnie zauważył że hydrazobenzen, choć otrzymany z formy cis "nie pamięta o swym rodowodzie" i utleniany daje trwalszy trans-azobenzen. A więc następuje powrót do sytuacji wyjściowej - płytka pokryta jest równomiernie trans-azobenzenem, nie ma śladu po zapisanych informacjach.
Próbne warstwy azobenzenowe wytrzymały kilkaset cykli zapis-odczyt. To jeszcze niewiele, ale brzmi zachęcająco. Komentatorzy zwracają uwagę, że opisana metoda daje możliwość zapamiętania 108 bitów (zawartość kilku książek) informacji na 1cm2 błony, a przy zaproponowanych już udoskonaleniach nawet 10 tysięcy razy więcej. Zainteresowanie, które wzbudziło to odkrycie, wydaje się więc zrozumiałe.
Witold Mizerski KCh 1/91
