Fingernagel als Datenspeicher

Physik Journal - mit kurzen Laserpulsen lassen sich Daten als winzige Strukturen auf einen Fingernagel schreiben.

Einen optischen Datenspeicher, den man immer dabei hat – dieses Ziel erreichten japanische Wissenschaftler von der Tokushima Universität, indem sie mit einem Femtosekunden-Laser winzige Datenpunkte auf einen Fingernagel schrieben. Die mit bloßem Auge unsichtbaren feinen Strukturen lassen sich mit einem Fluoreszenz-Mikroskop auslesen. Auf einer 5 × 5 Quadratmillimeter großen und 100 Mikrometer dicken Fläche konnten so in drei Schichten rund fünf Megabit für den Zeitraum von etwa sechs Monaten gespeichert werden.

Mit kurzen Laserpulsen lassen sich Daten als winzige Strukturen auf einen Fingernagel schreiben und mit Hilfe eines Fluoreszenmikroskops wieder auslesen. (Quelle: Y. Hayasaki)

Yoshio Hayasaki und Kollegen lenkten 100 Femtosekunden kurze Pulse eines Ti-Saphir-Lasers mit 800 nm Wellenlänge durch ein Mikroskop auf eine Fingernagel-Probe. Dieser Lichtstrahl heizte mit einer Energie von rund 0,5 mJ pro Puls einen kreisförmigen Bereich von etwa drei Mikrometer Durchmesser auf. Je nach Fokussierung konnten so Datenpunkte in drei Ebenen in 40, 60 und 80 Mikrometer Tiefe eingebrannt werden. Durch diese Bestrahlung verändert sich die Keratinstruktur im Fingernagel. Die Folge ist eine erhöhte Fluoreszenz im Vergleich zum umliegenden Nagelmaterial.

Zum Auslesen dieser Datenpunkte beleuchteten die Forscher den Nagel mit ultraviolettem Licht mit Wellenlängen zwischen 330 und 400 nm. Das resultierende Leuchten der bestrahlten Bereiche nahmen sie mit einem Fluoreszenz-Mikroskop auf. Abhängig von der Fokussierung konnten so die Datenpunkte in allen drei Schichten mit einem CCD-Bildchip festgehalten werden.

Hayasaki ist sich bewusst, dass der Aufwand zum Schreiben und Auslesen der Datenpunkte heute noch relativ groß ist. Doch denkt er bereits an handliche Geräte, die beispielsweise an Grenzübergängen installiert werden könnten. So könnte eine Person ihren Ausweis oder andere wichtige Dokumente immer „in sich“ tragen. Diese Technik wäre als Alternative zu anderen biometrischen Merkmalen wie Fingerabdruck oder Gesicht für eine Identifizierung vorstellbar.

Weitere Infos:

• Originalveröffentlichung:
  A. Takita et al., Optics Express 13, 4560 (2005).