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En este proyecto se busca evaluar el comportamiento de una minúscula región de un disco duro con materiales nanoestructurados, para aumentar su espacio de grabación o memoria.

La densidad de almacenamiento de información en discos duros aumenta día tras día, es decir, cada vez almacenan mayor cantidad de información y ocupan un menor espacio.

“Para continuar con la misma tendencia con respecto a la densidad de almacenamiento de información, los datos deben guardarse en regiones que constan apenas de unos cuantos átomos. Es por eso que en este proyecto se propone simular el funcionamiento de la parte mínima de un disco duro, teniendo en cuenta cada átomo”, manifestó el estudiante de maestría Óscar David Arbeláez Echeverry, quien forma parte del grupo de trabajo académico PCM Computational Applications de la Universidad Nacional Sede Manizales.

El proyecto, que tiene como fin principal estudiar computacionalmente el comportamiento de materiales magnéticos patronados para discos duros, es liderado por la profesora Elizabeth Restrepo Parra, quien también se desempeña como directora de Laboratorios de la Sede.

La iniciativa nació por la amplia experiencia del grupo de investigación en simulación de materiales magnéticos y la importancia que han adquirido los nanoestructurados en el campo de la grabación magnética.

Óscar David escogió el estudio de estos materiales inicialmente por sugerencia de un estudiante de doctorado del mismo grupo de investigación, quien trabaja en materiales magnéticos granulares que se usan actualmente en la producción de discos duros mecánicos.

Posteriormente, por medio de una búsqueda bibliográfica realizada a través de la herramienta Tree of Science (http://tos.manizales.unal.edu.<wbr />co/), se familiarizó con los retos y nuevos desarrollos en la industria de los discos duros, lo que fortaleció su trabajo de investigación. Con esto, encontró que el material que pretendía simular hace parte de un nuevo desarrollo que se aplicará en las próximas generaciones de los dispositivos de almacenamiento.

El proyecto se desarrolló con un modelado computacional donde se generaron muestras virtuales del material magnético, cuyas propiedades obtenidas a través de simulaciones computacionales fueron contrastadas con resultados experimentales previos para probar que tanto se ajusta a la realidad.

Construir en un computador materiales nanoestructurados a estas escalas de tamaño es relativamente fácil, señala el estudiante encargado del proyecto. “Uno simplemente construye un programa y le pide que cree una muestra que es 30 veces más pequeña que el ancho de un cabello. Sin embargo, crear una de estas muestras y cortar materiales a esos tamaños en el laboratorio es muy difícil. Por eso, no había muchos resultados experimentales para contrastar”, explicó.

En su etapa inicial, el modelo computacional producía resultados plausibles, pero no se ajustaban a los experimentales así que, con la ayuda de su tutora, la profesora Elisabeth Restrepo Parra, y la de otros compañeros del grupo de investigación, se realizaron mejoras, de tal manera que el modelo computacional se acercaba cada vez más a la realidad.

Fue durante su pasantía en la Universidad de York, en el Reino Unido, y guiado por el profesor Richard Evans y otros estudiantes del grupo de Magnetismo Computacional, que logró perfeccionar el modelo teniendo en cuenta incluso posibles problemas de fabricación del material.

Con el modelo perfeccionado y de vuelta en la ciudad de Manizales, donde la dirección de laboratorios ha destinado algunos recursos a la compra de equipos para ciencia computacional bastante competitivos, Óscar David realizó con éxito las simulaciones que lo llevarían a producir una publicación en la revista Physica E, catalogada A1 por Colciencias, y también la terminación de la tesis de grado titulada “Monte Carlo simulation of bit patterned media applied to data storage devices”.

El paso que seguirá es trabajar con regiones más grandes de material para conseguir resultados más concluyentes y aplicables. La limitación hasta ahora es el poder computacional, pero con las mejoras realizadas por el estudiante al software de simulación Vampire TM, resulta bastante viable simular sistemas con mayor número de átomos.

Por Juan David Martínez Pérez