Je computer op je fietsband: rubber als harde schijf

Deel

Het spendeert veel tijd in je broekzak en in je hand, het leidt enorm af en je ouders zeggen dat je te veel naar dat ding kijkt. Exact, je telefoon. Dat mooie apparaatje waar je Netflix op kijkt, foto’s mee op Instagram zet en de bus route mee opzoekt. Zo klein en toch met zo veel toepassingen. Ja, mobiele telefoons zijn tegenwoordig onmisbaar in het leven.

De functies van je telefoon en andere apparaten worden allemaal opgeslagen in dezelfde taal, de binaire code. De binaire code bestaat eigenlijk uit hele lange reeksen van nullen en enen en wordt ook op deze manier opgeslagen op, bijvoorbeeld, je laptop. De meeste laptops kunnen een paar terabyte aan data opslaan op de harde schijf. Maar wat nou als we alle data van de hele wereld zouden kunnen opslaan op een fietsband? Klinkt als fictie, maar Hans Elemans en zijn onderzoekers werken hard om dit realiteit te maken.

Huidige dataopslag
Voordat we kunnen kijken naar deze nieuwe manier van opslag, moeten we eerst kijken naar hoe data tot nu toe wordt opgeslagen in je telefoon of pc. Op het moment wordt data fysiek opgeslagen, in de vorm van magneten die worden afgelezen als een één of nul, zoals op een harde schijf. Maar er kan ook gebruik worden gemaakt van kuiltjes, zoals op een CD.  

Jammer genoeg zorgt deze fysieke opslag ook voor problemen. Het is namelijk een stuk breekbaarder, bijvoorbeeld als je een CD bekrast en dan probeert af te spelen. Maar de opslag wordt ook gelimiteerd door simpelweg de ruimte die het inneemt, beide de magneten en de kuiltjes hebben een minimale grootte. 

Als we willen dat onze computer lekker klein blijft met een steeds grotere opslagruimte, dan moeten we gaan kijken naar andere manieren. Een veelbelovende soort stoffen zijn de zogeheten polymeren, beter bekend als kunststoffen.

Data op kunststoffen
Kunststoffen, zoals het rubber van je fietsband en het plastic van je waterfles, zijn hele lange ketens opgebouwd uit heel veel bouwstenen, genaamd monomeren. Afhankelijk van de soort monomeren die je gebruikt is het polymeer enorm stabiel en dus erg geschikt om voor een lange tijd informatie te bewaren. Maar hoe kunnen we deze stoffen nu gebruiken om informatie op te slaan?

“Een polymeerketen moet je zien als een soort spaghettisliert,” begint Hans Elemans, onderzoeker aan de Radboud Universiteit te Nijmegen, “Deze sliert kunnen we dan door een molecuul halen dat de vorm heeft van een naald met een oog. Door de naald met een motortje over de keten te bewegen kan deze over de gehele lengte chemische aanpassingen aanbrengen waardoor de keten lokaal links- of rechtsdraaiende monomeren bevat. Deze monomeren kunnen dan afgelezen worden als een nul of een één.”

Uitdagingen
Tijdens het ontwikkelen van deze techniek zijn er een aantal uitdagingen. Een van deze uitdagingen is het bedenken hoe de naald kan wisselen tussen het aanbrengen van links- en rechtsdraaiende aanpassingen. Elemans en zijn groep hebben een machinetje ontworpen dat deze switch kan maken. Dit brengt weer nieuwe uitdagingen met zich mee, het machinetje moet op de naald gezet worden en het geheel moet daarna in één richting over de keten bewegen om de digitale code op de juiste volgorde te schrijven.

Naast de uitdagingen in het ontwerpen van de naald en het proces van data opslaan, zijn er ook nog uitdagingen in het uitlezen van de data. De technieken die hiervoor gebruikt kunnen worden zijn erg prijzig, nog te ingewikkeld en groot om gebruikt te worden in huishoudens. Toch vrij jammer als je wel oneindig veel video’s kan opslaan in de ruimte van een suikerklontje, maar dat je telefoon dan de grootte heeft van een printer. 

Een groenere toekomst
Het gaat dus nog wel een tijdje duren voordat deze techniek in het alledaagse leven gebruikt kan worden, maar Elemans ziet enorme potentie voor deze techniek. “Het zou kunnen dat we binnen twintig jaar alle data van de wereld op een fietsband zouden kunnen zetten.” 

Met de techniek die Elemans en zijn groep onderzoeken kan data worden opgeslagen dat alleen uitgelezen hoeft te worden. Dit zou betekenen dat over twintig jaar een deel van de datacentra in Nederland opgeheven kan worden. Dan komt er plotseling extra aardbodem vrij en wordt het elektriciteitsgebruik verlaagd. 

Deze extra ruimte kan gebruikt worden voor het opwekken van elektriciteit op een duurzame wijze en door de daling in het elektriciteitsgebruik wordt het waarschijnlijk mogelijk om minder gebruik te maken van vervuilende olie-, gas- en kolencentrales voor het opwekken van elektriciteit. 

Met deze techniek blijven wij dus allemaal genieten van de voordelen van overal internet en daarbovenop wordt er een slag geslagen in het klimaatprobleem. Je fiets zou dus nog groener kunnen worden dan je denkt.


Vond jij dit nou echt interessant, en ben je benieuwd hoe jij kan bijdragen bij de ontwikkelingen in de technologie? Snuffel dan rond bij onderstaande studies en misschien vind je wel de studie van je dromen.

Mbo opleidingen

Allround Laborant
Ben jij onderzoekend ingesteld en hou je ervan heel stapsgewijs en precies te werken? Dan ben jij geschikt voor het beroep van de allround laborant?

Creatief technoloog
Heb jij een voorliefde voor techniek én ben je ook nog eens lekker creatief? Voor jou is er zo veel te doen! Met deze opleiding denk je mee over de uitdagingen van de toekomst.

Hbo opleidingen

Chemie
Is scheikunde je favoriete vak? Ben je benieuwd welke stoffen kunnen helpen tegen ziektes? Doe je graag onderzoek naar moleculen en lijkt het je leuk om in een écht laboratorium te werken? Dan is de hbo-opleiding Chemie wat voor jou.

Milieukunde
Zijn scheikunde en biologie jouw favoriete vakken? En wil je later een interessante en afwisselende baan waarin je bijdraagt aan een leefbare aarde voor nu én later? Dan is Milieukunde jouw opleiding.

Wo opleidingen

Advanced technology
Als ambitieuze student bij de driejarige Engelstalige bachelor Advanced Technology word je toegerust met kennis en vaardigheden om complexe uitdagingen vanuit zeer verschillende invalshoeken aan te pakken. Met jouw expertise kun je bijdragen aan de ontwikkeling van technische oplossingen – van begin tot eind.

Chemistry
Scheikunde is overal. Of het nu gaat om de display van je mobiele telefoon, de deodorant die je gebruikt, de pijnstiller tegen hoofdpijn, voor alles wat je gebruikt vormt scheikunde de basis. Voor elke toepassing heeft een molecuul (of een materiaal) specifieke eigenschappen nodig. Bij Chemistry leer jij hoe jij moleculen zo kan aanpassen, dat ze de juiste eigenschappen krijgen.

Deel

Andere interessante artikelen

Joeri, David en Anna delen hun ervaring over de hbo-opleiding Process and Food Technology en hun banen bij Janssen Biologics

Wij vroegen Universitair student Emma van den Bergh hoe ze haar studententijd heeft doorlopen en welk pad ze heeft gevolgd.

Ben jij tussen de 10 en 18 jaar oud, dan zijn wij benieuwd naar welk beeld jij hebt bij chemie en duurzaamheid! Beantwoord onze vragen en maak kans op 15 euro bol.com tegoed.