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Hard Disk Molecolari


 
 

Le speciali molecole assemblate all'Università di Firenze
vengono magnetizzate illuminandole con luce di sicrotrone
 
 

a cura di Maurizio Melis

Ascolta l'intervista a Roberta Sessoli e Matteo Mannini

Sempre più piccolo: se un leitmotiv si può rintracciare nel convulso sviluppo delle tecnologie informatiche, è la progressiva miniaturizzazione di tutti i componenti e i dispositivi elettronici (basta pensare alla tecnologia racchiusa attualmente dai cellulari). Tuttavia, quella che può apparire esclusivamente una moda, è in realtà una sorta di via obbligata; quasi una condanna. Per aumentare la capacità di calcolo e di memorizzazione dei dati non c'è alternativa alla miniaturizzazione. Diversamente, i consumi elettrici e il calore prodotto dai componenti elettronici durante il funzionamento di un qualunque dispositivo, diverrebbero rapidamente insostenibili al crescere della complessità del circuito.

Le memorie magnetiche, che conservano l'informazione a tempo indeterminato, sono uno dei componenti chiave di tutta la filiera. Ecco perché, dal punto di vista tecnologico, si stanno compiendo sforzi enormi per aumentare la densità di scrittura, cioè per scrivere ogni singolo dato nella porzione più piccola possibile di materiale magnetico.

Un hard disk funziona in modo del tutto simile ad un sofisticato giradischi. Ogni volta che lanciamo il comando di scrittura o lettura di un file, il disco viene fatto ruotare rapidamente e un apposito braccio provvede a scrivere o a leggere l'informazione desiderata, magnetizzando piccole porzioni del sottile strato di materiale metallico che ricopre la superficie del disco. A parità di dimensioni del disco, la quantità di dati che in esso è possibile immagazzinare dipende dalla densità di scrittura: quanto più piccole sono le singole porzioni di superficie che conservano un comportamento magnetico, tanti più dati vi si possono memorizzare: un po' come la lunghezza del testo contenuto in una pagina dipende dalle dimensioni del carattere utilizzato.

Gli oggetti più piccoli nei quali sia possibile immagazzinare informazione magnetica sono speciali molecole scoperte all'inizio degli anni '90 da Dante Gatteschi e Roberta Sessoli dell'Università di Firenze. Si tratta di minuscoli aggregati di ioni metallici (per lo più manganese e ferro) con dimensioni dell'ordine del nano-metro, cioè del miliardesimo di metro (bisognerebbe metterne in fila un milione per raggiungere una lunghezza di 1 millimetro). In una collaborazione ormai ultradecennale con l'equipe del Prof. Andrea Cornia del Dipartimento di Chimica di Modena, i ricercatori di Firenze si sono specializzati nella preparazione di queste nano-molecole magnetiche, la cui struttura è spesso assai fragile. E negli ultimi due anni sono riusciti a sviluppare nuove nano-molecole con struttura estremamente stabile. Infine, grazie al contributo di colleghi dell'Université Pierre et Marie Curie di Parigi, hanno finalmente dimostrato che una superficie d'oro ricoperta da un singolo strato di nano-molecole, formate da quattro ioni ferro e agganciate alla superficie con un cavo organico, mostra un effetto memoria. Ci sono quindi tutti gli ingredienti di base necessari per realizzare memorie di massa stabili ad altissima densità: qualcosa come 5000 CD su una superficie di un centimetro quadrato, migliaia di volte la densità di scrittura raggiunta attualmente. Inoltre, queste molecole potrebbero esibire proprietà utili anche nel campo, di più lontana applicazione, della spintronica e dei calcolatori quantistici. Il lavoro, che ha visto come principale autore Matteo Mannini dell'Università di Firenze, è stato recensito da riviste prestigiose quali Nature Nanotecnology e Materials Today".

Siamo decisamente nello stadio della ricerca di base - precisano sia Sessoli che Mannini: le molecole utilizzate sono stabili soltanto a temperature molto basse e l'informazione persiste per tempi assai brevi. Ma l'industria elettronica ci ha abituato a sviluppi molto rapidi. Tra 5 o 6 anni, queste stesse sperimentazioni potrebbero benissimo configurarsi come ricerca applicata. Siamo cioè nella fase in cui si è prodotta una buona idea, dotata di grandi potenzialità, ma che necessita di essere coltivata per esprimere il proprio potenziale, e restituire moltiplicati alla collettività anche gli investimenti fatti fin qui. E' questa una fase in cui l'Italia fatica molto a non perdere il pallino, e vede spesso le proprie idee, assieme a chi le ha concepite, emigrare verso altri lidi. E' questo uno dei punti in cui il Paese deve migliorare più rapidamente, se vuole guadagnare competitività.

Ascolta l'intervista a Roberta Sessoli e Matteo Mannini

 

 

 

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