比细菌还小!全球最小二维码诞生 数据能存上千年
迄今最小的二维码诞生了，不仅比大多数细菌还小，并且刷新了吉尼斯世界纪录。
近日，奥地利维也纳工业大学（Technische Universit?t Wien）团队与数据存储公司 Cerabyte 合作，为解决存储媒介寿命短的难题提供了一种新的解决方案。他们成功研发出面积仅 1.977 平方微米的二维码，其每个像素仅 49 纳米，仅能在电子显微镜下实现读取。
这项技术的关键在于采用超稳定的陶瓷材料，根据研究团队实验推算，即便在无需电力维护的前提下，也能在一张 A4 纸大小面积存储 2TB 以上数据。
传统的磁性或电子数据往往只能在数年内有效存储，随着时间的推移性能往往逐渐降低甚至失效，需要持续的能量输入、冷却和定期数据迁移。
与之对比的是，这项技术在长期数据存储方面表现出巨大潜力：如果将信息编码到陶瓷材料中，未来有望以低能源消耗和高稳定性的形式保存数百年甚至数千年。
图丨研究团队在对二维码进行测试（来源：维也纳工业大学）
之所以能实现这种超小二维码，与其精细的结构密切相关，即便用光学显微镜也无法直接观察到。
现在，随着技术的发展，科学家已经能够制备微米级的结构，甚至将单个原子作为构成图案的单元。然而，这并不意味着就能够获得稳定、可读的二维码。不容忽视的一个问题是，单个原子具有扩散性，这意味着它会随时移动到其他位置或填补空隙，有可能会导致存储信息丢失。
“我们的技术与此截然不同，”维也纳工业大学材料科学与技术研究所保罗·迈尔霍弗（Paul Mayrhofer）教授表示，“我们制备出一种微小，但稳定且可重复读取的二维码。”
选择一种合适的材料，对数据储存技术的发展至关重要。有趣的是，受人类早期文明启发，该技术采用了陶瓷作为存储介质。古人将文字镌刻在石头上，这些信息已流传数千年，我们至今仍能通过信息解读古代文明。因此，研究人员提出，如果能找到一种稳定、惰性的材料，有望实现更长久地储存数据。
研究团队采用了一种薄陶瓷膜，这种材料常用于高性能刀具的涂层。研究人员解释道：“对于高性能刀具而言，材料即使在极端条件下也需要保持稳定和耐用，这也是这些材料成为数据存储理想介质的原因。”由此来看，陶瓷材料为在纳米尺度下长期保持图案不变、可重复读取创造了有利条件。
图丨世界上最小的二维码只能用电子显微镜才能看到（来源：维也纳工业大学）
有了可靠的材料，接下来是信息的稳定读取。他们利用聚焦离子束，将二维码刻蚀到一层薄薄的陶瓷层上。单个像素的尺寸仅 49 纳米，大约比可见光的波长小 10 倍。因此，在正常条件下我们无法用肉眼看到这种二维码。但当使用电子显微镜观察时，一切发生了改变，二维码能够被可靠、稳定地读取了。
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这项技术的关键在于采用超稳定的陶瓷材料，根据研究团队实验推算，即便在无需电力维护的前提下，也能在一张 A4 纸大小面积存储 2TB 以上数据。
传统的磁性或电子数据往往只能在数年内有效存储，随着时间的推移性能往往逐渐降低甚至失效，需要持续的能量输入、冷却和定期数据迁移。
与之对比的是，这项技术在长期数据存储方面表现出巨大潜力：如果将信息编码到陶瓷材料中，未来有望以低能源消耗和高稳定性的形式保存数百年甚至数千年。
图丨研究团队在对二维码进行测试（来源：维也纳工业大学）
之所以能实现这种超小二维码，与其精细的结构密切相关，即便用光学显微镜也无法直接观察到。
现在，随着技术的发展，科学家已经能够制备微米级的结构，甚至将单个原子作为构成图案的单元。然而，这并不意味着就能够获得稳定、可读的二维码。不容忽视的一个问题是，单个原子具有扩散性，这意味着它会随时移动到其他位置或填补空隙，有可能会导致存储信息丢失。
“我们的技术与此截然不同，”维也纳工业大学材料科学与技术研究所保罗·迈尔霍弗（Paul Mayrhofer）教授表示，“我们制备出一种微小，但稳定且可重复读取的二维码。”
选择一种合适的材料，对数据储存技术的发展至关重要。有趣的是，受人类早期文明启发，该技术采用了陶瓷作为存储介质。古人将文字镌刻在石头上，这些信息已流传数千年，我们至今仍能通过信息解读古代文明。因此，研究人员提出，如果能找到一种稳定、惰性的材料，有望实现更长久地储存数据。
研究团队采用了一种薄陶瓷膜，这种材料常用于高性能刀具的涂层。研究人员解释道：“对于高性能刀具而言，材料即使在极端条件下也需要保持稳定和耐用，这也是这些材料成为数据存储理想介质的原因。”由此来看，陶瓷材料为在纳米尺度下长期保持图案不变、可重复读取创造了有利条件。
图丨世界上最小的二维码只能用电子显微镜才能看到（来源：维也纳工业大学）
有了可靠的材料，接下来是信息的稳定读取。他们利用聚焦离子束，将二维码刻蚀到一层薄薄的陶瓷层上。单个像素的尺寸仅 49 纳米，大约比可见光的波长小 10 倍。因此，在正常条件下我们无法用肉眼看到这种二维码。但当使用电子显微镜观察时，一切发生了改变，二维码能够被可靠、稳定地读取了。
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