常用的光存储系统有

在当今数据洪流的时代，我们应如何应对呢？

现今，数据信息存储主要依赖磁介质存储和半导体闪存等技术，但这些传统方式存在诸多问题，如高能耗、有限的储存时间及高昂的使用费用。

作为常见的光存储载体，虽然具有低能耗、低成本、长久且安全的存储优势，但在存储密度、容量和读写速度方面仍有局限。开发出一种新型的、能够满足安全、大容量、低能耗的存储材料和技术显得尤为重要。

分子开关类光存储材料以其独特的优势进入我们的视野。这类材料不受自身材料限制，其存储单元尺度理论上可缩小至分子级别，具有巨大的高密度光存储潜力。在长期且低成本的海量数据存储方面，其具有显著的使用价值。

分子开关类光存储材料仍面临一些挑战，如依赖有害且昂贵的紫外光驱动、稳定性问题以及开关转换不完全等。但近期，科研领域传来好消息，华中科技大学的研究团队开发出了一种由可见光高效驱动的双稳态分子光开关。

这一突破性进展已在知名学术期刊《Angewandte Chemie International Edition》上发表。该研究以二噻吩基乙烯（DTE）分子为基础，其具有双热稳定态，可在一定温度范围内保持数据存储的稳定性。

关于分子开关通常需要紫外光来实现变色的问题，该研究给出了解决方案。研究人员以三苯胺苯基为修饰基团，将DTE作为分子开关的核心，解决了转化率不高的问题。此举极大地提高了可见光材料的实用性。

据悉，在科研领域中，闭环反应产率超过90%即被视为优秀的分子开关性能。而此研究中高达96.3%的闭环反应产率，不仅展现了其高度的可靠性，也为该领域提供了新的标准范式。

从结构上看，这种可见光高效驱动的分子光开关设计精简，没有复杂的结构基团，这使得材料复现变得容易。此设计思路为开发出性能更佳的材料提供了借鉴。

项目负责人李冲表示，简单的结构反而更有利于实际应用。他们利用材料的双稳态特性展示了多阶光信息存储应用，实现了8阶光存储，相比传统存储，每个数据记录单元可存放更多的信息量。

除了在科研和工业领域的应用外，这种材料还可用于需要保密传输信息的领域，如防伪和信息加密等。它还可应用于可重写的信息显示，如二维码等显示信息，可利用此技术实现信息的可重写和循环利用。

该研究是该团队光信息存储系列研究的初步成果。未来他们将继续提升材料的实用性，并致力于开发出能够实现100%转化的可见光驱动的分子开关。

李冲进一步表示，他们将引入高性能的可见光驱动性能，并朝着荧光分子开关的方向发展。这种荧光分子开关的信噪比高于颜色（吸收）信号至少两个数量级，更高的检测敏感度将更有利于信息的存储、读写和密度提升。

该团队还计划利用该技术的单分子特点在超分辨荧光成像方向进行更多探索。

参考文献：

Pan Hong et al. (2024). Towards Optical Information Recording: A Robust Visible-Light-Driven Molecular Photoswitch with the Ring-Closure Reaction Yield Exceeding 96.3%. Angewandte Chemie International Edition. e202316706. onlinelibrary./doi/full/10.1002/anie.202316706

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