Thema 3: Kleinste QR-Codes der Welt überzeugen

Ins Guinness-Buch der Rekorde schaffte es die TU Wien auch! Und zwar gemeinsam mit ihrem Partnerunternehmen Cerabyte. Die Jury überzeugt haben die kleinsten QR-Codees, die, wie betont wird, jemals produziert und gelesen werden konnten. Man fragt sich unwillkürlich, wie klein ein noch lesbarer QR-Code eigentlich sein kann. Nun, so klein, dass man ihn nur noch mit einem Elektronenmikroskop erkennen kann! Der QR-Code hat eine Fläche von nur 1,98 Quadratmikrometern – das ist kleiner als die meisten Bakterien groß sind.

Der Rekord wurde auch geprüft und dann offiziell ins Guinness-Buch der Rekorde aufgenommen. Die Technologie habe großes Potenzial für die langfristige Speicherung von Daten. Denn herkömmliche magnetische oder elektrische Datenspeicher haben oft nur eine Lebensdauer von einigen Jahren dann sind die Informationen sozusagen verloren. Doch wenn man Information Bit für Bit in keramische Materialien einschreibt, steigt die Speicherfähigkeit auf Jahrhunderte oder gar Jahrtausende.

Stabile Codes gibt es nur in geeigneten Materialien

„Die Struktur, die wir hier erzeugen, ist so fein, dass man sie mit Lichtmikroskopen gar nicht erkennen kann“, so Prof. Paul Mayrhofer vom Institut für Werkstoffwissenschaft und Werkstofftechnologie der TU Wien. Das sei aber noch gar nicht das wirklich Bemerkenswerte daran, denn Strukturen im Mikrometerbereich seien heute nichts Ungewöhnliches. Ja sogar Muster aus einzelnen Atomen ließen sich heute herstellen. Dabei, so Mayrhofer entsteht aber noch lang kein stabiler oder gar lesbarer Code. Entscheidend dafür ist nämlich vor allem die Wahl des passenden Materials. Man forscht deshalb an keramischen Dünnfilmen, wie man sie etwa auch für die Beschichtung von hochleistungsfähigen Zerspanungswerkzeugen braucht. Denn bei diesen Produkten ist es wichtig, dass die Materialien auch unter den Extrembedingungen der Metallbearbeitung stabil und haltbar bleiben. „Und genau das macht diese Materialien auch ideal für Datenspeicherung“, merken Erwin Peck und Balint Hajas dazu an, die hauptverantwortlich dafür gesorgt haben, dass der Guinness-Buch-Rekord zustande kam.

Fokussierte Ionenstrahlen meißeln Infos in Keramik

Mit fokussierten Ionenstrahlen fräste das Team den QR-Code dazu in eine dünne keramische Schicht. Die einzelnen Bildpunkte messen lediglich 49 Nanometer – eine einzige Wellenlänge sichtbaren Lichts ist ungefähr zehnmal größer, wie man betont. Der Code ist folglich absolut unsichtbar, denn seine Details sind mit sichtbarem Licht physikalisch nicht aufzulösen – ähnlich wie es für den dicken Fuß eines Elefanten prinzipiell unmöglich ist, Braille (Blindenschrift) zu ertasten. Doch mit einem Elektronenmikroskop zeigte sich schließlich, dass der Nano-QR-Code tatsächlich zuverlässig ausgelesen werden kann. Die Speicherkapazität dieser Methode ist bemerkenswert. Denn auf der Fläche einer A4-Seite könne man auf diese Weise mehr als zwei Terabyte an Daten unterbringen. Und im Gegensatz zu herkömmlichen Speichern sind solche Keramiksysteme ohne Energiebedarf fast unbegrenzt haltbar, wie nicht vergessen werden darf.

Bekanntlich leben wir heute im Informationszeitalter. Doch ausgerechnet die eigene Epoche speichert ihr Wissen in Medien, die erstaunlich kurzlebig sind, wie die Forscher anmerken. Magnetische und elektronische Datenträger verlieren Informationen, wie gesagt, ja oft schon nach wenigen Jahren, wenn nicht für eine ständige Energiezufuhr, Kühlung und regelmäßige Migration gesorgt wird. Am Ende verblassen die Spuren unserer Zeit, sofern sie nicht dauerhafter konserviert sind. Frühere Kulturen meißelten ihr Wissen in Stein – und diese Botschaften überdauerten Jahrtausende. Das hat man quasi mit dem kleinsten QR-Code auch gemacht.

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