Un millefeuille nanométrique pour un stockage 3D de l'information
Publié par Redbran le 12/11/2018 à 12:00
Source: CNRS-INC
La plupart des supports de stockage de données conservent l'information en deux dimensions, comme c'est le cas pour un disque dur ou un CD. Afin d'explorer de nouvelles possibilités, des équipes de l'Institut Charles Sadron (CNRS) ont mis au point (Graphie) un stockage d'information numérique (Une information numérique (en anglais « digital ») est une information ayant été quantifiée et échantillonnée, par opposition à une information dite...) en trois dimensions (Dans le sens commun, la notion de dimension renvoie à la taille ; les dimensions d'une pièce sont sa longueur, sa largeur et sa profondeur/son épaisseur, ou bien son diamètre si...). Leur système utilise des polymères codés, inspirés par l'ADN. Publiés dans Angewandte Chemie International Edition, ces travaux ont permis d'inscrire 160 caractères numériques sur une épaisseur de seulement 70 nanomètres.


Le principe du stockage en trois dimensions
© Jean-François Lutz

Du disque (Le mot disque est employé, aussi bien en géométrie que dans la vie courante, pour désigner une forme ronde et régulière, à l'image d'un palet — discus en latin.) vinyle (Le vinyle est, selon l’IUPAC (International Union of Pure and Applied Chemistry), l’autre nom qui est donné à...) à l'imprimerie, l'information est généralement fixée sur des substrats et des supports plans, c'est-à-dire en deux dimensions. Un stockage en trois dimensions permettrait d'augmenter considérablement les densités de stockage et d'ouvrir de nouvelles pistes technologiques. Des chercheurs de l'Institut (Un institut est une organisation permanente créée dans un certain but. C'est habituellement une institution de recherche. Par exemple, le Perimeter Institute for...) Charles Sadron (CNRS) de Strasbourg ont franchi ce pas grâce au procédé de dépôt couche par couche de polyélectrolytes, une méthode de formation de films nanométriques déjà bien maîtrisée et robotisée. Dans cette approche, des polymères possédant une charge électrique (La charge électrique est une propriété fondamentale de la matière qui respecte le principe de conservation.) positive ou négative sont déposés successivement pour former un film multicouche.

Les polyélectrolytes utilisés dans ce travail ont été codés à l'aide de deux monomères différents, représentant 1 ou 0. Ces macromolécules contiennent des séquences parfaitement définies de monomères dans lesquelles un message (La théorie de l'information fut mise au point pour déterminer mathématiquement le taux d’information transmis dans la communication d’un message par un canal de...) binaire peut être inscrit. Ce processus s (Le processus S (avec S pour slow, lent en anglais) est un processus de nucléosynthèse de capture de neutrons par des noyaux atomiques qui permet ainsi de produire des éléments lourds à partir d'éléments plus...)'inspire des séquences génétiques stockées dans des chaînes d'ADN. Seize polymères codés ont ainsi été préparés, recevant chacun une fraction d'une citation de 160 caractères du chimiste (Un chimiste est un scientifique qui étudie la chimie, c'est-à-dire la science de la matière à l'échelle moléculaire ou atomique ("supra-atomique"). Le mot chimiste est dérivé d'alchimiste...) français Marcellin Berthelot (1). Le dépôt couche par couche permet d'empiler les polymères dans un ordre désiré, mais aussi de les confiner dans des strates bien précises grâce à des molécules non-codées agissant comme un mortier. La lecture de ces multicouches codées n'a pas encore été décrite. Toutefois, les chercheurs étudient déjà des méthodes de spectrométrie de masse (La spectrométrie de masse est une technique d'analyse chimique permettant de détecter et d'identifier des molécules d’intérêt par mesure de leur masse...) qui permettraient de lire ces matériaux (Un matériau est une matière d'origine naturelle ou artificielle que l'homme façonne pour en faire des objets.) strate par strate.

(1)"La chimie crée son objet (De manière générale, le mot objet (du latin objectum, 1361) désigne une entité définie dans un espace à trois dimensions, qui a une fonction précise, et qui peut être désigné par une étiquette verbale....). Cette faculté créatrice, semblable à celle de l'art lui-même, la distingue essentiellement des sciences naturelles et historiques."
Marcellin Berthelot


Références publication:
R. Szweda, M. Tschopp, O. Felix, G. Decher, J.-F. Lutz
Sequences of Sequences: Spatial Organization of Coded Matter through Layer-by-layer Assembly of Digital Polymers
Angewandte Chemie International Edition – Octobre 2018
DOI: 10.1002/anie.201810559

Contacts chercheur:
Jean-François Lutz, ICS UPR22
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