超分子水凝胶或让未来硬盘变软从实现信息储存

采用码中码策略，实现大规模信息存储

超分子水凝胶或让未来硬盘变软

将信息码图案通过激光雕刻技术嵌入水凝胶中，借助水凝胶中荧光分子的AIE效应，在紫外线照射下，信息码图案会清晰地显示出来，从而实现信息储存未来这种水凝胶有望像硬盘一样存储大容量信息

◎本报记者 吴纯新 通讯员 王潇潇

记者10月20日从华中科技大学获悉，该校化学与化工学院教授吉晓帆团队与中国科学院院士，香港中文大学教授唐本忠团队合作，研发出一种能实现信息大量存储的超分子水凝胶吉晓帆告诉记者，该水凝胶作为一种新型信息储存材料，有望突破信息码存储信息单一的瓶颈，可以像硬盘一样存储大容量信息相关论文发表在《先进材料》上

读取信息码数据更方便快捷

伴随着社会经济的发展，人们对信息储存的要求也不断升级吉晓帆说，硬盘在1956年刚问世时仅可储存5MB的信息量，伴随着技术的不断进步，其信息存储量从1973年的30MB，增加到2007年的TB级，存储容量可谓突飞猛进从低存储量到TB级高存储量，硬盘的快速发展极大促进了信息社会进步

吉晓帆介绍，与传统信息储存材料相比，信息码材料可以相对直观地展示，且数据读取更加方便快捷。

码中码可实现多层次存储

为了提高信息代码的存储能力，吉晓帆等人设计了一种水凝胶据吉晓帆团队相关负责人介绍，要让水凝胶存储信息，首先要想方设法让水凝胶显色，从而展示出相应的信息图案而传统荧光生色团在高聚集状态下，荧光会减弱甚至不发光，即显示出聚集荧光猝灭效应

早在2001年，唐本忠院士团队就已经发现了一种特殊现象:一些荧光分子在聚集状态下反而会显示出更加强烈的荧光，并提出这是一种聚集诱导发光效应随后，具有AIE效应的荧光分子不断在智能传感材料，液晶或偏振光材料，高效率的OLED显示和照明材料，细胞器成像和长效追踪的荧光探针等众多领域应用

借助这种荧光分子的优良发光性能，吉晓帆团队设计并制备了3种不同荧光颜色的AIE超分子水凝胶通过凝胶界面超分子组装，形成稳定的水凝胶组装体，可作为彩色三维码存储信息他们通过激光雕刻技术将信息码图案嵌入水凝胶中，借助水凝胶中荧光分子的AIE效应，在紫外线照射下，信息码图案会清晰地显示出来，从而实现信息储存

水凝胶大规模应用仍待破题

生活中，信息码的应用已经随处可见吉晓帆说，未来信息码将在物流，医疗，旅游，金融等众多领域广泛应用，推动信息存储技术蓬勃发展

据团队相关研究人员介绍，水凝胶的结构与生命组织相似，且无刺激，无致敏性，在与人体组织，血液等相接触时，其表面黏附细胞及蛋白质的能力很弱，表现出良好的生物相容性此外，水凝胶中含有大量水分，以水为溶剂，具有环保，清洁，极易获取等特点，这也使这种材料在应用中具有显著优势最近几年来，相关产品已成功作为创面护理敷料，退热贴，药物载体等广泛应用当水凝胶作为信息储存材料时，其柔性特点及生物相容性优势，将使它在可穿戴智能设备，柔性器件等领域具有更大的应用价值

与无机硅，量子点等信息存储技术相比，AIE水凝胶具有易于调控，便于加工等优势，有望为实现新一代信息存储技术提供有效的解决方案。现今，软性角膜接触镜按材料主要分为水凝胶和硅水凝胶；PMMA材质等已逐渐被抛弃。经过三代技术改进，硅水凝胶已经成为国际市场上软性隐形眼镜的主要制作材料，2020年硅水凝胶约占市场70%，排名第二的材料是水凝胶，市占率约为19%。。

虽然优势明显，但仍需技术突破吉晓帆介绍，水凝胶在干燥环境下容易快速失水变干，在严寒气候下又容易冻结，从而损失某些功能另外，水凝胶在实现信息存储时，需通过激光雕刻将信息码图案嵌入凝胶中，这无疑加大了生产工艺的难度

在论文中，该团队只进行了有限的信息存储效果展示理论上，如果我们在凝胶组装体的各个凝胶单元中嵌入更多信息码图案，就可实现对无限多的信息存储吉晓帆说，但这面临着一个现实问题，当需要在一定规格的水凝胶中引入大量信息时，图案数量大大增加，而图案面积就会相对缩小，这对生产工艺的要求十分严格若要实现大规模应用，更精密的生产设备还有待攻关

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