Жесткие диски впервые появились в 1950-х годах, но их использование в качестве запоминающих устройств в персональных компьютерах началось только с середины 1980-х годов. Они становятся все меньше по размеру и плотнее по количеству хранимых байтов. Хотя твердотельные накопители популярны для мобильных устройств, жесткие диски по-прежнему используются для хранения файлов на настольных компьютерах, в основном из-за их низкой стоимости производства и покупки.
Жесткие диски содержат два основных компонента: пластины и головку. Данные записываются на пластины с помощью магнитной головки, которая быстро перемещается над ними при их вращении. Пространство между пластиной и пластиной постоянно уменьшается, чтобы обеспечить более высокую плотность.
В настоящее время значительную часть этого промежутка занимают покрытия на углеродной основе (COC) — слои, используемые для защиты пластин от механических повреждений и коррозии. Плотность данных жестких дисков увеличилась в четыре раза с 1990 года, а толщина COC уменьшилась с 12,5 нм до примерно 3 нм, что соответствует одному терабайту на квадратный дюйм. Теперь графен позволил исследователям умножить это число на десять.
Исследователи из Кембриджа заменили коммерческие COC от одного до четырех слоев графена и проверили трение, износ, коррозию, термическую стабильность и совместимость со смазочными материалами. Помимо своей непревзойденной тонкости, графен обладает всеми идеальными свойствами внешнего покрытия для жестких дисков с точки зрения защиты от коррозии, низкого трения, износостойкости, твердости, совместимости со смазочными материалами и гладкости поверхности.
Графен позволяет вдвое снизить трение и обеспечивает лучшую коррозию и износ, чем современные решения. Фактически, один слой графена снижает коррозию в 2,5 раза.
Кембриджские ученые перенесли графен на жесткие диски из железо-платины в качестве магнитного записывающего слоя и протестировали тепловую магнитную запись (HAMR) — новую технологию, которая позволяет увеличить плотность хранения за счет нагрева записывающего слоя до высоких температур. Современные COC не работают при таких высоких температурах, в отличие от графена. Таким образом, графен в сочетании с HAMR может превосходить существующие жесткие диски, обеспечивая беспрецедентную плотность данных, превышающую 10 терабайт на квадратный дюйм.
Скачок плотности данных на жестких дисках в десять раз и значительное снижение степени износа имеют решающее значение для достижения более устойчивой и надежной записи магнитных данных. Технологические разработки на основе графена начинаются появляться все в большем числе сфер деятельности, что определенно радует. Вероятно, уже в следующем году можно ожидать полноценного внедрения этого материала в нашу жизнь.