纳米硬盘向我们走来 刺客 2001年 24期 IBM公司近来高招频出。据IDG的最新信息反馈，IBM存储部门的研究人员最近发明了一种可用于制造硬盘的新型材料，据称，采用这种新材料制成的硬盘，其数据存储容量很有可能超过目前现有硬盘容量的100倍，而这种新的材料就是纳米材料。 　　#1何谓纳米材料 　　IBM的设计人员采用化学技术和纳米技术相结合的方法，开发出了一种新型的纳米材料。这种新型的纳米材料是一种采用常规排列的、可磁化的、直径大约为4纳米（1纳米=10-9米）的微小颗粒（当2万个这样的颗粒排成一排时，其长度才相当于一根头发丝的直径）。 　　据IBM的工程师介绍，如果在显微镜下观察，我们很容易看到，目前普通硬盘盘片表面的存储介质的排列是杂乱无章的，这是因为现有硬盘的制作方法都是将钴合金喷涂到玻璃板上或塑料板上，通过加热，生成一层大小不等的磁化颗粒层。一般情况下，这些颗粒的大小都在15～25纳米之间，当磁头向硬盘上的数据存储区读写数据时，它就会同时将数百个这样的磁性颗粒按顺序排列。从这个意义上分析，磁盘容量的增加主要是通过将颗粒细小化和提高存储介质的数据密度等途径来实现的。然而，这种方式的不足也是显而易见的，那就是这种颗粒的细小化最终有一个限度。究其原因，一是颗粒越小，就越难对其加以磁化，二是层面越薄，实际操作的困难也就越大。 　　纳米材料的优势就在于，颗粒越小，其存储数据的量越多。IBM的设计人员称，在显微镜下一眼就可以发现，这种新型的纳米材料是一种全新的介质，在这种介质上，设计人员可以通过化学反应生成极小的磁性颗粒，这些颗粒的体积、大小基本相等，每个都只包含1000多个原子。另外，纳米颗粒的排列结构也十分整齐，其颗粒大体是按照格子形式的结构排列，其中每个颗粒与邻近颗粒间的距离大体相等。 　　#1纳米材料的形成 　　新型的纳米材料主要是通过化学方法，从两种含有铁和铂的有机物分子中提取制作的物质，这两种有机物就是铁—碳基和铂—乙酰乙酸酯。当将含有上述两种有机物的溶液进行加热萃取时，原有分子间的结构就会发生变化，溶液中的铁原子和铂原子会从有机成分中逐渐分离出来，重新聚集成为圆形的全新纳米级颗粒。因此，新型的纳米颗粒大体上也就是铁和铂的混合物，作为铁铂合金的新型物质，每个合金分子大都含有1000多个原子。 　　同时，IBM的研究人员为了增强纳米颗粒的化学特性，又对颗粒表面作了进一步的处理：在其表面覆盖了一层由油酸和油醇组成的柔性化学物质。这样一来，当有机物溶液全面蒸发后，所有的纳米颗粒便会形成一种规则的晶体材料（即纳米材料），而且该晶体中的每个纳米颗粒在磁场中又能够保持相互独立。此外，由于有机物溶液是在真空状态下进行加热的，因此纳米颗粒表面的油酸膜和油醇膜层就会被烘烤成一个坚硬的碳外壳，纳米颗粒就固定在碳外壳的里面。这样，即使我们将这种纳米材料置于空气之中，也可以全面防止颗粒层的氧化。IBM的技术人员把上述加热的全部过程称为“焙烧”，通过“焙烧”可以使有机物中的每一个铁原子和铂原子发生“临界跃迁”，即让它们从原来对存储数据毫无用处的状态转变为定向磁化的状态，而且每个纳米颗粒的直径都不超过4纳米，即不超过由传统电晕法生成的磁性颗粒直径的一半。颗粒变小了，所需数据位数也少了，存储大容量数据的优势也就更加明显了。 　　众所周知，当较小的存储介质面积和均匀的结构有机地结合在一起时，就能够进一步提高磁性存储介质上的数据密度。因此，IBM研究人员采用的这种全新的制作工艺，不仅能够精确地控制新型纳米材料中每个颗粒的大小，同时也能够有效地控制每个颗粒间的有效距离。从这两个方面的优势来分析，新型的纳米材料对于全面提高下一代数据存储密度有着不可估量的发展前景。 　　#1纳米硬盘的未来 　　IBM公司存储器系统和存储研究技术室负责人CURRIE MUNCE先生称，由于电子商务和互联网每天都会产生巨大的信息和数据流，新一代纳米材料的发明和应用必将会为未来的数据存储提供全面的、优秀的解决方案。 　　不过，IBM的工程人员同时也表示，前途虽然是光明的，但道路也是曲折的，在新一代的纳米材料真正应用于实际生产新型硬盘之前，还有许多技术问题尚待考证，如此种纳米材料是否能够保持稳定的化学性质、其磁化的时间是否足够、所用材料是否真正适合于目前3.5英寸大小的材质模板、硬盘在每分钟1万转的高速运转状态下是否能够精确地划过每一个纳米颗粒、硬盘制造厂商能否有效地控制纳米材料的制造成本等。尽管问题多多，但新技术毕竟已经近在眼前，我们广大用户还是应该满怀希望地期待新型纳米硬盘的到来。