18. mars 2010

Gamle mineraler styrker datahukommelse

Naturens aller minste byggeklosser i en milliard år gamle bergarter kan bidra til at IT-industrien makter å lagre enda større datamengder.
Bilde tatt på nanonivå. En tynn hematitt-plate grenser mot ilmenitt til høyre i bildet. Det er i dette grensesjiktet den sterke magnetismen finnes.
Som en kuleramme. I kontaktsjiktet mellom hematitt og ilmenitt horisontalt i midten av denne figuren opptrer magnetismen på nanonivå. Illustrasjonen er publisert i Nature (Robinson, Harrison, McEnroe, Hargraves) 2002. Klikk på bildet for større versjon. Illustrasjon: Richard Harrison, Cambridge University.

Hukommelsen i avanserte datamaskiner øker i takt med utviklingen av nye materialer. Nå kan nanoteknologi basert på norsk grunnfjell styrke minnet ytterligere.

Seniorforsker Suzanne McEnroe ved Norges geologiske undersøkelse (NGU) er nylig tildelt 1,6 millioner kroner over tre år fra Norges forskningsråd for å studere magnetisme i stein. Arbeidet skjer nettopp nede på nanonivå, blant molekyler og atomer. Grunnforskningen kan blant annet få betydning innenfor romfart og sikkerhet.

Studerer magnetisme
- Vi finner naturlige elementer på nanonivå overalt rundt oss. Men før vi kan manipulere disse elementene til å gjøre hva vi vil, må vi utvikle grunnleggende kunnskap om hvordan de er produsert i naturen, og hvorfor de er stabile. På dette nivået er mineralenes egenskaper helt annerledes enn i stor skala, forklarer McEnroe.

I flere år har hun gjennom elektronmikroskop gransket mineralet ilmenitt i bergarter fra prekambrisk tid, for nærmere en milliard år siden. Da mineralet oppsto i bergarten, orienterte magnetiseringen i ilmenitten seg i nord-sør-retning.

Ingenting av det som skjedde senere av forkastninger, foldinger eller kontinentaldrift, påvirket denne retningssansen: Derfor "husker" mineralet bokstavelig talt når det ble født.

- Ja, mineralet har beholdt en uventet sterk og stabil magnetisme på nanonivå i svært lang tid, mye lenger enn hva som er nødvendig for en hvilken som helst maskinvare. Her snakker vi altså om én milliard år. Funnene er overraskende, mener McEnroe.

Ekstrem hukommelse
Men kan ilmenitt manipuleres til annen type hukommelse også?

NGU-forskeren mener at materialer som eventuelt blir laget av disse elementene, vil ha en ekstrem sterk hukommelse. Foreløpige undersøkelser viser også at materialet kan tåle svært høye temperaturer.

- Det betyr at det kan være godt egnet til å lagre data i avansert maskinvare for IT-industrien, for eksempel innenfor romfart eller sikkerhet, mener McEnroe.

Det er et av Norges forskningsråds store programmer, Nanomat, som har innvilget støtte til videre forskningsarbeid på dette feltet. - Vår jobb i første omgang er å studere, forstå og karakterisere egenskapene til mineralene. Så gir vi resultatene videre til forskere som kan skape produktene, sier seniorforsker Suzanne McEnroe.

P.S. Og for ordens skyld: En nanometer er en milliarddels meter.

Kontaktperson ved NGU:
Seniorforsker Suzanne McEnroe, tlf.: 73 90 44 05
e-post: suzanne.mcenroe@ngu.no

Les mer:
Fakta: Dette er nanoteknologi
Norges forskningsråd: Nanomat
forskning.no: Nanosjanse for norsk industri