Dataopslag

Miljarden enen en nullen, daaruit bestaat elektronische data. Er zijn vele manieren om deze gegevens op te slaan. Geheugenchips verschillen in opslagcapaciteit, snelheid, energieverbruik, productiekosten en levensduur. Nanotechnologie zou op vele punten voor verbetering kunnen zorgen. De toepassingen die hierdoor mogelijk worden, vragen echter om reflectie.

Vluchtig en niet-vluchtig
Er zijn twee typen dataopslag: vluchtig en niet-vluchtig geheugen. Computers en printers gebruiken vluchtig geheugen (RAM), dat constant stroom nodig heeft. Is de accu leeg of valt de stroom uit, dan gaan de gegevens verloren. Voordeel is dat deze chips goedkoop, klein en energiezuinig zijn. Niet-vluchtig geheugen verbruikt meer energie, maar de gegevens blijven ook zonder stroom opgeslagen. Dominante technieken zijn flashgeheugen en harde schijven.

Alternatieven
Onderzoekers trachten de voordelen van vluchtige en niet-vluchtige geheugenchips te combineren. Nanotechnologie helpt innovatieve toepassingen verder te ontwikkelen.

Veelbelovend is de magnetische opslag van data (MRAM). MRAM-chips zijn energiezuinig, schokbestendig en vragen geen opstarttijd. Teruggebracht tot nanoschaal kunnen de prestaties nog verder verbeteren, zo blijkt uit onderzoek van de Technische Universiteit Eindhoven. Ook de toepassing van spintronica wordt onderzocht.

Een andere opslagtechniek maakt gebruik van ferro-elektrisch materiaal (FRAM). In 2005 patenteerde een onderzoeksteam van RUG/Philips bijvoorbeeld een goedkope geheugencel. Ook hier wordt onderzocht of nanotechnologie de prestaties van FRAM-opslag kan verbeteren.

NRAM
Nanotechnologie maakt ook geheel nieuwe toepassingen mogelijk. Meest vergevorderd is NRAM™. Hierbij zijn koolstof nanobuisjes boven een elektrode gespannen. Onder invloed van een elektrisch veld ‘knakken’ de buisjes en maken zo contact met de elektrode. De rusttoestand vertegenwoordigt de waarde 0, de geknakte toestand de waarde 1.

Toepassingen
Het Amerikaanse Nantero is sinds 2001 patenthouder van de NRAM-techniek. In 2008 werd het bedrijf gedeeltelijk overgenomen door Lockheed Martin. De defensiegigant onderzoekt momenteel de toepassing van NRAM voor militaire doeleinden en veiligheidsdiensten. Ook ging Nantero met semiconductorfabrikant SVTC in zee. Samen willen de bedrijven toepassingen voor o.a. zonnecellen, sensoren en micro-elektrische systemen (MEMS) op de markt brengen.

Maatschappelijke impact
Nanogeheugenchips bieden grote technologische kansen. Maar ook geven zij nieuw voer aan bestaande discussies. Denk aan het privacyvraagstuk. Is het bijvoorbeeld wenselijk dat (NRAM-)sensoren in de publieke ruimte worden gebruikt om informatie te verzamelen en op te slaan?