新天工开物丨全国最高奖！让普通玻璃有记忆能力

　　 3月12日，在武汉光电国家研究中心信息存储系统教育部重点实验室，一块巴掌大小的圆形玻璃被张静宇研究员送进了一个半密封设备中，在几束飞秒激光的照射下，滋滋声过后，玻璃被涂上一层浅灰色的印迹。一张可储存10TB的信息玻璃介质上的玻璃光盘便诞生了，它的存储容量是普通光盘的10倍，而且可以几乎永久保存。该项技术获得2024年全国颠覆性技术创新大赛最高奖——卓越奖。

　　研发者说：

　　讲述人：武汉光电国家研究中心研究员 张静宇

　　张静宇察看一张刻满数据的玻璃硬盘。

　　玻璃存储的存储能力好比写字一样，字便是记忆节点，要想写更多的字，必须把纸张表面积做得大大的，字（节点）小小的，容量才能更大。

　　存储是信息产业的基础。过去电脑或者手机的内存都是128MB，现在动辄1TB，因为数据大规模产生而不能原地保存，很多企业还建设了大型数据中心解决数据保存问题，如阿里云、华为云等，这些数据中心大多采用的是机械硬盘、磁带库存储，成本虽低，但能耗惊人。全球数据中心的能耗占到全球发电量的2%以上。

　　张静宇为学生讲解研发疑难问题。

　　如何提高存储的效能？我们发现玻璃介质存储容量很大，可以实现三维堆积，相比于蓝光光盘，后者的介质只有一层，占介质体积的千分之一，利用率不高；而玻璃介质既是支撑件又是存储介质，存储区域的体积占到总体积的20%，数据层数可以做到400层，表面积足够大。另外，玻璃耐高热、耐紫外线、耐电磁辐射，玻璃介质存储可以实现长期保存。

　　张静宇指导学生使用用于玻璃硬盘数据存储的设备。

　　一块普通的玻璃如何让它有记忆的功能呢？首先要在玻璃中产生结构，引起玻璃的化学性质变化，而完成这个任务的便是飞秒激光，类似于光刻，过去家用光刻机只能刻一层，而我们能刻400层。制作成的玻璃存储介质从表面看只增加了一层浅灰色，而在显微镜下玻璃表面呈现出的是三维立体结构。如何把结构又快又好写进玻璃里，工艺是关键。

　　张静宇和学生察看一张刻满数据的玻璃硬盘。

　　该技术我们称之为“巨量信息低成本超长寿命玻璃多维存储技术”，目前华科大在该项技术上全球领先，国内也是独有的。相比于几年前，玻璃存储介质读写速度较过去快了3个数量级，单位体积的存储容量也提升了2个数量级，成本则下降了1个数量级。现在1GB的介质成本需要约1元，而玻璃存储介质1TB也才几十元，只有其他存储介质十分之一的成本。

　　目前，制造玻璃介质存储的设备已生产出原形样机，今年将推出产品样机，产品也将很快走向市场。

　　大众点评：

　　玻璃存储介质具有更高的稳定性

　　讲述人：江苏省档案馆研究馆员 栾宁丽

　　一张刻满数据的玻璃硬盘。

　　我们把3份文件存储到华科大张静宇研究员团队提供的玻璃存储介质上试用，保存信息很稳定。相比过去使用的硬盘等存储介质，玻璃存储介质具有更高的稳定性和更长的使用寿命。这对于有大量历史记录、文件或其他需要长期保存数据的机构来说，是一个很好的存储介质。对于我们档案馆而言，很多档案是要永久保存的，档案行业对归档数据的长期安全存储具有强烈需求。我们希望有更多、更好的国产介质可供使用，华科大的玻璃存储介质让我们看到了这种希望。

　　（文：长江日报记者杨佳峰 通讯员高翔 图：长江日报记者胡冬冬）

　　【编辑：符樱】