革命性光致變色玻璃：可重寫3D圖案的無限儲存潛力

多年來，研究人員一直在探索如何利用玻璃來儲存資料，因為它具有在無需電力的情況下長期儲存資訊的潛力。其中，一種稱為光致變色玻璃的特殊材料，能夠在不同波長的光線下改變顏色，被視為穩定且可重複使用的資料儲存媒介。根據發表在《ACS Energy Letters》上的研究，科學家們已經開發出一種摻雜光致變色玻璃，有望實現無限次重寫的資料儲存。

某些型別的眼鏡在暴露於太陽光波長時會變暗，而在室內不再暴露於這些光波時，則會恢復為無色鏡片，這種現象稱為可逆光致變色。同樣地，其他型別的光致變色玻璃也能在不同波長的光線下切換顏色，使其成為在小空間內儲存大量資訊的理想材料。然而，使用光致變色玻璃進行資料儲存的挑戰不僅在於將資訊寫入玻璃，還在於能夠無限次地擦除和重寫資料。

由Jiayan Liao、Ji Zhou、Zhengwen Yang及其跨領域團隊所組成的研究小組，在這一目標上取得了重大進展。他們成功地在摻雜光致變色矽酸鎵玻璃上創造了可逆且可調的3D圖案。這些微小的透明玻璃立方體中儲存的3D設計，在暴露於特定雷射時會顯現出來。

研究團隊首先使用了一種稱為摻雜直接3D光刻的技術，設計了摻雜鎂和鋱離子的矽酸鎵玻璃。他們使用波長為532奈米的綠色雷射，在這些摻雜玻璃的微小薄片上刻寫了3D圖案。這些複雜的圖案包括隨機選擇的點、符號、QR碼、幾何稜鏡，甚至是一隻鳥，在透明玻璃中呈現紫色，並在特定波長的光線激發下轉變為其他顏色。鋱在376奈米的深紫色雷射激發下會發出綠光，而鎂在417奈米的紫色光線下則會發出紅光。

為了在不改變玻璃結構的情況下完全擦除這些圖案，研究團隊將玻璃加熱至550攝氏度，持續25分鐘。此外，研究人員認為，鎂和鋱的應用具有突破性，因為它們能夠在截然不同的波長下發光，這使得從單一材料中獲取可調的多色3D圖案成為可能。這種新方法可用於工業、學術和軍事領域的高容量、穩定的3D光學記憶儲存和加密。

這項技術的潛在應用範圍廣泛，從資料中心到軍事機密儲存，都可能受益於這種革命性的光致變色玻璃。未來，隨著進一步的研究和開發，這種材料有望成為資料儲存領域的遊戲規則改變者。