Depuis des décennies, les chercheurs étudient la possibilité de stocker des données dans le verre en raison de sa capacité à conserver des informations pendant une longue période – des éons – sans utiliser d’énergie. Un type particulier de verre qui change de couleur en fonction des différentes longueurs d’onde de la lumière, appelé verre photochromique, est prometteur pour le stockage de données stables et réutilisables. Aujourd’hui, des chercheurs ont mis au point un verre photochromique dopé qui pourrait permettre de stocker indéfiniment des données réinscriptibles, selon une étude publiée dans ACS Energy Letters.
Certains types de lunettes s’assombrissent lorsqu’elles sont exposées aux longueurs d’onde de la lumière émise par le soleil, puis redeviennent incolores à l’intérieur lorsqu’elles ne sont plus exposées à ces ondes lumineuses, grâce à un processus appelé photochromisme réversible.
De même, d’autres types de verre photochromique peuvent changer de couleur en réponse à différentes longueurs d’onde de la lumière, ce qui rend ce matériau intéressant en tant que plate-forme stable et peu coûteuse pour stocker de grandes quantités d’informations dans un espace réduit. Mais le défi que pose l’utilisation du verre photochromique pour le stockage de données consiste non seulement à écrire des informations dans le verre, mais aussi à les effacer et à les réécrire à l’infini. Aujourd’hui, Jiayan Liao, Ji Zhou, Zhengwen Yang et une équipe pluridisciplinaire ont progressé vers cet objectif en créant des motifs réversibles et accordables sur du verre de silicate de gallium photochromique.
L’équipe a d’abord conçu un verre de silicate de gallium modifié par des ions de magnésium et de terbium en utilisant un processus appelé lithographie 3D directe dopée. Liao et son équipe ont utilisé un laser vert d’une longueur d’onde de 532 nanomètres (nm) pour inscrire des motifs 3D dans de minuscules plaques de verre dopé. Les motifs complexes, composés de points, de symboles, de codes QR, de prismes géométriques et même d’un oiseau choisis au hasard, apparaissent en violet dans le verre transparent, qui prend d’autres couleurs lorsqu’il est excité à des longueurs d’onde précises.
Le terbium devient vert lorsqu’il est excité par un laser violet profond de 376 nm, et le magnésium devient rouge en présence d’une lumière violette de 417 nm. Ensuite, pour effacer complètement les motifs sans modifier la structure du verre, l’équipe a appliqué de la chaleur à 1022 degrés Fahrenheit (550 degrés Celsius) pendant 25 minutes.
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En outre, les chercheurs considèrent que l’utilisation du magnésium et du terbium est révolutionnaire en raison de leurs capacités de luminescence à des longueurs d’onde distinctes, ce qui permet d’obtenir une lecture multicolore et accordable de motifs 3D à partir d’un seul matériau. Cette nouvelle approche pourrait être utilisée pour le stockage et le cryptage de mémoires optiques 3D stables et de grande capacité dans des applications industrielles, universitaires et militaires.
Légende illustration : Un minuscule cube de verre transparent contient ces dessins en 3D qui sont révélés lorsqu’ils sont exposés à des lasers spécifiques. Adapté de ACS Energy Letters 2025
Article: « Direct 3D Lithography of Reversible Photochromic Patterns with Tunable Luminescence in Amorphous Transparent Media » – DOI: 10.1021/acsenergylett.5c00024
