Menor QR code do mundo é menor que bactéria e pode preservar dados por milênios

Estrutura menor que uma bactéria

O código QR é invisível a olho nu e mesmo aos microscópios ópticos convencionais. Para observá-lo e decodificá-lo, é necessário recorrer a um microscópio eletrônico, equipamento capaz de detectar estruturas em escala nanométrica.

A equipe utilizou feixes de íons focalizados para produzir o código, uma técnica de nanofabricação que permite esculpir padrões extremamente precisos em materiais sólidos. Além do recorde de miniaturização, os pesquisadores afirmam que a tecnologia abre uma nova perspectiva para o armazenamento de dados de longo prazo, com potencial de preservar informações por séculos ou até milênios.

O código foi gravado em uma camada extremamente fina de material cerâmico. Cada pixel possui apenas 49 nanômetros, dimensão cerca de dez vezes menor que o comprimento de onda da luz visível, motivo pelo qual o padrão não pode ser observado com microscopia tradicional.

Em termos comparativos, o microcódigo corresponde a apenas 37% do tamanho do recordista anterior e a aproximadamente 0,0000004% da área de um QR code comum de 2 centímetros quadrados, segundo informações divulgadas pelos pesquisadores.

Embora estruturas microscópicas já possam ser fabricadas atualmente, inclusive com precisão em nível atômico, a grande dificuldade não está apenas na miniaturização, mas na estabilidade da informação armazenada, explica Mayrhofer.

Armazenamento de informação por séculos

A solução encontrada pelos cientistas foi recorrer a filmes cerâmicos ultrafinos, materiais amplamente utilizados em revestimentos de ferramentas industriais de alto desempenho. Essas substâncias são conhecidas por sua resistência a condições extremas de temperatura, desgaste e corrosão.

No experimento, o padrão foi gravado em um composto cerâmico, no caso, uma película baseada em nitreto de cromo, justamente por sua estabilidade estrutural. A escolha pode ter implicações profundas para o futuro do armazenamento digital.

Sistemas atuais, como discos rígidos e unidades de estado sólido (SSD), costumam começar a degradar dados após cerca de uma década de uso, enquanto mídias ópticas como CDs e DVDs geralmente duram algumas dezenas de anos. Com materiais cerâmicos, a expectativa é muito diferente.

“Estamos adotando uma abordagem semelhante à das civilizações antigas”, aponta Alexander Kirnbauer, outro pesquisador membro da equipe. “Suas inscrições em pedra ainda podem ser lidas hoje.”

Outro aspecto notável da tecnologia é a densidade de armazenamento que ela permite. Segundo estimativas dos responsáveis, se o mesmo método fosse aplicado em larga escala, mais de 2 terabytes de dados poderiam ser gravados na área equivalente a uma única folha de papel A4.

Para efeito de comparação, uma área semelhante coberta por QR codes convencionais da primeira geração comportaria apenas cerca de 2,5 kilobytes de informação — o equivalente a uma página simples de texto. Essa diferença ocorre porque os microcódigos utilizam pixels extremamente pequenos, gravados diretamente no material, permitindo uma compactação muito superior às versões tradicionais.

Dados permanentes e sem gasto de energia

Um dos potencial da tecnologia está na eficiência energética. Diferentemente dos data centers modernos, que precisam de eletricidade constante para alimentar servidores e sistemas de refrigeração, os dados gravados em suportes cerâmicos não exigem energia para permanecer preservados.

A questão é relevante porque a infraestrutura digital global consome volumes crescentes de eletricidade. Em 2024, os centros de dados foram responsáveis por cerca de 1,5% do consumo mundial de energia, segundo estimativas citadas pela Live Science.

Em paralelo a isso, a produção de dados cresce rapidamente. Pesquisas de mercado indicam que o volume anual de informações digitais pode saltar de 173,4 zettabytes em 2024 para 527,5 zettabytes até 2029. Nesse contexto, métodos mais duráveis e energeticamente eficientes para preservar informação tornam-se cada vez mais necessários.

Próximos passos da pesquisa

Apesar do recorde mundial, os cientistas ressaltam que o microcódigo representa apenas o início de um novo campo tecnológico. As próximas etapas da pesquisa incluem testar novos materiais, acelerar os processos de gravação e desenvolver métodos de fabricação em escala industrial para transformar o conceito em soluções práticas de armazenamento.

O grupo de pesquisadores também investiga a possibilidade de registrar estruturas de dados mais complexas do que QR codes em filmes cerâmicos, ampliando a capacidade e as aplicações da tecnologia. Se essa iniciativa for bem-sucedida, a miniaturização extrema poderá ajudar a resolver um dos maiores desafios da era digital: garantir que o conhecimento produzido hoje permaneça acessível para as próximas gerações.