O estudo, publicado na Nature Communications, foi realizado em colaboração com equipes da Universidade de Exeter, andia, Sua­a§a, Cingapura e Estados Unidos.

Os HDDs apareceram pela primeira vez na década de 1950, mas seu uso como dispositivos de armazenamento em computadores pessoais são decolou em meados da década de 1980. Eles se tornaram cada vez menores em tamanho e mais densos em termos de número de bytes armazenados. Embora as unidades de estado sãolido sejam populares para dispositivos ma³veis, os HDDs continuam a ser usados ​​para armazenar arquivos em computadores desktop, em grande parte devido ao seu custo favora¡vel de produção e compra.

Os HDDs contem dois componentes principais: pratos e uma cabea§a. Os dados são gravados nos pratos usando uma cabea§a magnanãtica, que se move rapidamente acima deles conforme giram. O espaço entre a cabea§a e o prato diminui continuamente para permitir densidades mais altas.

Atualmente, os overcoats a  base de carbono (COCs) - camadas utilizadas para proteger os pratos de danos meca¢nicos e corrosão - ocupam parte significativa desse espaa§amento. A densidade de dados dos HDDs quadruplicou desde 1990, e a espessura do COC foi reduzida de 12,5 nm para cerca de 3 nm, o que corresponde a um terabyte por polegada quadrada. Agora, o grafeno permitiu aos pesquisadores multiplicar isso por dez.

Os pesquisadores de Cambridge substitua­ram os COCs comerciais por uma a quatro camadas de grafeno e testaram o atrito, o desgaste, a corrosão, a estabilidade tanãrmica e a compatibilidade do lubrificante. Além de sua finura imbata­vel, o grafeno cumpre todas as propriedades ideais de um overcoat de HDD em termos de proteção contra corrosão, baixo atrito, resistência ao desgaste, dureza, compatibilidade de lubrificante e suavidade desuperfÍcie.

O grafeno permite a redução de duas vezes no atrito e fornece melhor corrosão e desgaste do que as soluções de última geração. Na verdade, uma única camada de grafeno reduz a corrosão em 2,5 vezes.

Cientistas de Cambridge transferiram grafeno para discos ra­gidos feitos de ferro-platina como camada de gravação magnanãtica e testaram Gravação Magnanãtica Assistida por Calor (HAMR) - uma nova tecnologia que permite um aumento na densidade de armazenamento aquecendo a camada de gravação a altas temperaturas. Os COCs atuais não funcionam nessas altas temperaturas, mas o grafeno sim. Assim, o grafeno, juntamente com o HAMR, pode superar os HDDs atuais, fornecendo uma densidade de dados sem precedentes, superior a 10 terabytes por polegada quadrada.

“Demonstrar que o grafeno pode servir como revestimento protetor para unidades de disco ra­gido convencionais e que écapaz de suportar as condições de HAMR éum resultado muito importante. Isso impulsionara¡ ainda mais o desenvolvimento de novos discos ra­gidos de alta densidade de área ”, disse a Dra. Anna Ott, do Cambridge Graphene Center, um dos co-autores deste estudo.

Um salto na densidade de dados dos HDDs por um fator de dez e uma redução significativa na taxa de desgaste são essenciais para alcana§ar uma gravação de dados magnanãticos mais sustenta¡vel e dura¡vel. Os desenvolvimentos tecnola³gicos baseados no grafeno estãoprogredindo no caminho certo em direção a um mundo mais sustenta¡vel.

A professora Andrea C. Ferrari, diretora do Cambridge Graphene Center, acrescentou: “Este trabalho mostra as excelentes propriedades meca¢nicas, de resistência a  corrosão e ao desgaste do grafeno para ma­dia magnanãtica de densidade de armazenamento ultra-alta. Considerando que, em 2020, cerca de 1 bilha£o de terabytes de armazenamento de HDD fresco foi produzido, esses resultados indicam uma rota para a aplicação em massa de grafeno em tecnologias de ponta. ”