一组中国科学家在《自然》杂志上发表了一篇题为“用于加密大数据存储的硬盘分子逻辑”的论文。研究人员已经证明，可以在存储器的每个“点”中记录多达96种状态，这相当于3D NAND的六位技术。这可能是未来高容量存储的突破。

图片来源：Nature 2025

实验结果是用原子力显微镜证实的。显微镜的尖端测量了“分子硬盘”表面的浮雕和记录每个点的电荷水平。

该先进聚结器的实验单元由大约200个金属有机复合分子（OCM）组成，这些分子在加工过程中被单独组装成一层在基板表面。读取和记录是在25纳米的导电原子力显微镜（C-AFM）的末端上完成的。

数字信息是通过改变分子的物理化学状态（使用氧化还原反应）来记录的，这表现为在记录点上积累一定数量的离子。在读数时测量了通过材料和显微镜尖端的电流。在记录过程中积累的离子越多，读取电流就越高。在实验中，它的大小从微微安培到微安培不等。

此外，还安装了一面镜子，用激光束照射到它上。随着纳米地形的变化，显微镜的尖端移动，引起反射信号的波动。该信号被一个光电探测器接收，记录涂层高度的变化，这也可以用于编码分子硬盘上的信息。

通过增加每个记录点的存储位数，分子硬盘的总容量可以比传统HDD减少16.7%，而在相同的数据量下。从长远来看，您可以获得更多的导电状态，从而提高每个写入点的容量和存储密度。

作者还在考虑创建一种新的软盘格式：“在未来，通过精心设计的分子设计、合成策略、单个分子的单独组装和灵活的垫板的结合，分子硬盘甚至可以成为便携式数字设备的软盘，具有高写入密度和更高的安全性。

然而，应该指出的是，原子力显微镜的末端的使用寿命仍然有限，这意味着分子HDD的迅速商业化。在连续的表面扫描中，显微镜的尖端会在5-50小时内磨损，这仍然是一个严重的技术障碍。