Memorias moleculares, o como almacenar datos en la estructura de la materia

A pesar de la dramática reducción en el tamaño de los transistores utilizados para la construcción de circuitos integrados destinados al almacenamiento de datos, la industria sigue buscando métodos alternativos que sean más eficientes.

Se han propuesto decenas de alternativas a las memorias electrónicas utilizadas masivamente en la actualidad. Ninguna ha logrado hasta el momento demostrar ser viable (económica o prácticamente) como un producto comercial. Hasta se ha barajado la posibilidad de guardar información en fotones individuales, algo que es posible dentro de un laboratorio pero bastante más complicado de llevar a cabo en tu CPU. Es por esto que un grupo de investigadores europeos se encuentra experimentando con moléculas capaces de almacenar información binaria.

Las memorias moleculares necesitan de sustancias químicas capaces de permanecer estables en al menos dos estados, de manera que pueda guardarse información codificada en formato binario. En un soporte tradicional, como un disco duro, esta función la realizan los grupos de moléculas que cubren la superficie de los discos internos, capaces de ser magnetizadas en uno u otro sentido.

No es demasiado complicado conseguir sustancias químicas que cumplan estos requisitos. Pero la mayor parte de las moléculas disponibles sufren grandes cambios estructurales al pasar de uno a otro estado. Esto funciona bien en ambientes perfectamente controlados, como un laboratorio, y trabajando solamente con un puñado de moléculas, pero no es aceptable para el mundo real. El reto es conseguir una molécula que sea físicamente plana y que al cambiar de uno a otro estado no se deforme. Idealmente, debería permitir ser “escrita” y “leída” mediante impulsos eléctricos.

El trabajo del equipo se concentra en una molécula llamada “naphthalocyanina”, que es básicamente un grupo de estructuras con forma de anillo, tal como se puede ver en la figura que ilustra este articulo. El secreto del éxito de la naphthalocyanina reside en el centro de la cruz, donde cuatro átomos de nitrógeno se enfrentan dos a dos, rodeados átomos de hidrógeno.

Al disponer estas moléculas sobre una superficie aislante y enfriarlas a cinco grados sobre el cero absoluto (unos -270 grados centígrados) notaron que mediante un microscopio de efecto túnel podrían determinar la posición de esos cuatro átomos centrales. Ya también que manipulando la intensidad de la corriente aplicada los átomos intercambiaban su posición. Luego de una batería de pruebas diferentes, determinaron que podían conocer o modificar el estado de la molécula en el 90% de los casos.

Por supuesto, van a pasar algunos años hasta que tu ordenador incorpore algún tipo de molécula como la naphthalocyanina en lugar de las memorias de silicio que acostumbramos a utilizar. El experimento que realizó este equipo de científicos necesita de un microscopio electrónico, temperaturas extremas, y sobre todo, está el tema de que solo sabemos que información hemos guardado el 90% de las veces. Sin embargo, estas investigaciones servirán como punto de inicio para muchas nuevas tecnologías de almacenamiento de datos.