澳大利亞(ya) 斯威本科技大學的研究團隊開發出了一種全新的數據存儲(chu) 方式，科學家利用激光技術解決(jue) 了大數據難以儲(chu) 存的問題，並可將1PB（1024TB）的數據存儲(chu) 到一張僅(jin) DVD大小的聚合物碟片上。

以後數據存儲(chu) 無論個(ge) 人用戶，抑或不同規模的企業(ye) 政府機關(guan) 等，都可更加輕鬆地進行。來自澳大利亞(ya) 斯威本科技大學（Swinburne University of Technology）的研究團隊負責人Min Gu教授最新開發出了一種全新的數據存儲(chu) 方式，可將1PB（1024TB）的數據存儲(chu) 到一張僅(jin) DVD大小的聚合物碟片上。

大數據存儲(chu) 在當今世界已經顯得尤為(wei) 必要，而且我們(men) 人類自步入數字時代以來，目前僅(jin) 是存儲(chu) 在Web上的內(nei) 容預計就有大概1ZB（zettabyte，1萬(wan) 億(yi) GB），美國一年的電話記錄就需要0.3ZB的存儲(chu) 空間進行存儲(chu) 。

要保護全世界的數據資料免遭損失和意外丟(diu) 失也是件很麻煩的事情。放棄本地概念，轉投雲(yun) 存儲(chu) 也不要認為(wei) 有多麽(me) 的安全，尤其是當黑客如果襲擊了你所使用的雲(yun) 服務器，那麽(me) 數據存儲(chu) 遭受的損失恐怕就更大了。對於(yu) 現有的本地存儲(chu) ，如果我們(men) 要將1ZB的數據存在藍光光盤上，然後將這些光盤堆疊到一起，那麽(me) 這一摞光盤的高度就能達到24km。或許傳(chuan) 統硬盤能堆疊的空間更小一些，但成本又是難以估量的。

那麽(me) 數據存儲(chu) 的問題究竟該怎麽(me) 解決(jue) 呢？來自斯威本科技大學和澳大利亞(ya) 聯邦科學與(yu) 工業(ye) 研究組織（CSIRO）的學者們(men) 似乎正在研究更為(wei) 巧妙的解決(jue) 方案。他們(men) 最新的研究可讓1PB的數據存放到僅(jin) DVD大小的碟片上，也就是說1ZB的數據僅(jin) 需1000張這樣的碟片就能存儲(chu) ，雖說1000張碟片聽起來有些多，但堆放1米的高度還是要比藍光光碟的24km好出不少。

此團隊在2013年6月29日刊出的《自然通訊（Nature Communications）》雜誌的文章中描述了如何將在塑料層上光學紀錄的斑點寬度從(cong) 藍光的130nm減小到9nm，相當於(yu) 單個(ge) 光波長的1%。為(wei) 什麽(me) 藍光技術無法做到這一點？光學物理學家，同時也是卡爾蔡司的創始人之一Ernst Abbe先前就發現了光的一種基本特性。19世紀末，他的鏡片實驗證明光有其固有波長，無法集中到小於(yu) 其波長1/3的點內(nei) （Airy disk，艾裏斑）。藍光技術使用440nm波長的藍色激光讀取光碟，所以藍光斑點寬度局限在130nm。

澳大利亞(ya) 的學者則開發出了一種新型的有機聚合催化劑，可對光產(chan) 生2種不同的反映，從(cong) 而回避了Abbe所發現的限製。800nm的激光可令這種催化劑分裂為(wei) 聚合活性物，當數量充足的時候，就能促使單體(ti) 聚合。不過，375nm的激光用於(yu) 這種催化劑時，就會(hui) 釋放阻聚劑，阻止單體(ti) 聚合。

要將比艾裏斑更小的斑點寬度寫(xie) 入到感光光刻膠材料上，首先要將800nm波長激光束導至未聚合存儲(chu) 介質中。這些光會(hui) 在光強度足夠釋放聚合活性物的位置令光刻膠聚合。為(wei) 釋放足夠的活性物，光強度必須高於(yu) 某個(ge) 值，聚合物點尺寸就可變得更小。

同時將375nm的光導至相同的焦點，這樣一來活性物和抑製劑就會(hui) 令艾裏斑達成基本平衡。此時，沒有聚合物形成。然後就是將375nm的激光轉成環狀模式。

先前我們(men) 就談到，800nm的光本身就能將點聚合至大約100nm的直徑。再加上環狀375nm外圈的抑製部分，外圈的光刻膠部分則不會(hui) 發生聚合。這能夠讓聚合物點最終縮減至9nm的尺寸。

加上近期發展迅猛的3D打印技術，澳洲的這批研究人員還另外證明了他們(men) 的新型光聚合技術能夠製造小型的3D物體(ti) 。很顯然這種新型的存儲(chu) 技術離正式商用還有一段距離，目前仍有許多問題需要解決(jue) 。但至少，未來我們(men) 能看到未來大容量存儲(chu) 碟片的出現。

激光的原理

激光英文全名為(wei) Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation (LASER)。於(yu) 1960年麵世，是一種因刺激產(chan) 生輻射而強化的光。

科學家在電管中以光或電流的能量來撞擊某些晶體(ti) 或原子易受激發的物質，使其原子的電子達到受激發的高能量狀態，當這些電子要回複到平靜的低能量狀態時，原子就會(hui) 射出光子，以放出多餘(yu) 的能量；而接著，這些被放出的光子又會(hui) 撞擊其它原子，激發更多的原子產(chan) 生光子，引發一連串的“連鎖反應”，並且都朝同一個(ge) 方前進，形成強烈而且集中朝向某個(ge) 方向的光；因此強的激光甚至可用作切割鋼板！

激光的特性

激光被廣泛應用是因為(wei) 它的特性。激光幾乎是一種單色光波，頻率範圍極窄，又可在一個(ge) 狹小的方向內(nei) 集中高能量，因此利用聚焦後的激光束可以對各種材料進行打孔。以紅寶石激光器為(wei) 例，它輸出脈衝(chong) 的總能量不夠煮熟一個(ge) 雞蛋，但卻能在3毫米的鋼板上鉆出一個(ge) 小孔。激光擁有上述特性，並不是因為(wei) 它有與(yu) 別不同的光能，而是它的功率密度十分高，這就是激光被廣泛應用的原因。

激光有三大特性：單色波長、同調性、平行光束。

激光技術實現快速測試細菌對抗生素的反應

瑞士洛桑聯邦理工學院（EPFL）研究人員將納米力學傳(chuan) 感器與(yu) 激光技術結合，最近造出了一種火柴盒大小的設備，能在幾分鍾內(nei) 測出細菌對抗生素的反應，從(cong) 而找出有效的療法，而不必再花幾個(ge) 星期。相關(guan) 論文發表在最近出版的《自然·納米技術上》。

藥物濫用增加了耐多種抗生素細菌的數量，如果有一種工具能快速探測並識別出細菌對抗生素的反應，是非常有用的。而現有方法要幾周甚至一個(ge) 月，醫生需要培養(yang) 細菌然後觀察它們(men) 的生長，比如肺結核甚至要花一個(ge) 月，才能確定某種抗生素對它是否有效。而研究小組結合了激光與(yu) 納米技術，將這一過程的時間減少到幾分鍾。

細菌的活動會(hui) 在納米尺度造成振動，但這些生命特征的信號很難覺察，而新檢測設備能將細菌新陳代謝的顯微運動轉化為(wei) 容易看見的電信號。該設備有一個(ge) 極小的振動杠杆，隻比頭發絲(si) 略粗，探測到細菌的代謝活動時，杠杆就會(hui) 以細菌代謝活動的頻率振動，以此能確定有沒有某種細菌。這種振動是納米級的，為(wei) 了檢測這種振動，研究人員發射一束激光到杠杆上，激光會(hui) 反射回來，信號被轉換為(wei) 電流信號。醫生和研究人員就能像讀“心電圖”一樣，根據讀取的電流信號做出分析解釋。如果電流信號是平直的，就說明細菌已經全死了。

有了這種方法，醫生能輕鬆快速地確定某種細菌是否已被抗生素有效地“製伏”，這對那些耐藥性的菌種尤其關(guan) 鍵，在醫療階段和化療測試中都很有用。EPFL研究人員喬(qiao) 瓦尼·迪特爾說：“這種方法快速而準確。不僅(jin) 能幫醫生確定所用抗生素的適當劑量，還能幫研究人員找到最有效的方法。”

目前該測試工具已經縮小到僅(jin) 火柴盒大小。“如果把它與(yu) 壓電設備結合而不是激光，還能進一步縮小到微芯片大小。”迪特爾說，這樣結合起來能在幾分鍾內(nei) 測試出一係列抗生素治療某種細菌的效果。

研究人員還評估了新工具在腫瘤學領域的應用，有望用於(yu) 檢查腫瘤細胞在抗癌藥物作用下的新陳代謝，評價(jia) 某種抗癌療法的效果。