Der kleinste QR-Code der Welt kommt aus Österreich – und ist so winzig, dass man ihn mit bloßem Auge niemals erkennen würde. Selbst unter dem Lichtmikroskop bleibt er unsichtbar. Nur ein Elektronenmikroskop macht sichtbar, was Forscher der TU Wien gemeinsam mit dem Hightech-Unternehmen "Cerabyte" geschafft haben.
Der sensationelle Code misst gerade einmal 1,98 Quadratmikrometer – kleiner als die meisten Bakterien. Damit ist klar: Das ist Weltrekord. Offiziell bestätigt und aufgenommen ins Guinness-Buch der Rekorde.
Mit fokussierten Ionenstrahlen frästen die Wissenschaftler den Code in eine hauchdünne keramische Schicht. Die einzelnen Bildpunkte messen unglaubliche 49 Nanometer – eine Wellenlänge sichtbaren Lichts ist rund zehnmal größer. Mit normalem Licht ist dieser Code physikalisch nicht aufzulösen. Doch unter dem Elektronenmikroskop zeigt sich die Sensation: Der QR-Code lässt sich zuverlässig auslesen.
"Die Struktur, die wir hier erzeugen, ist so fein, dass man sie mit Lichtmikroskopen gar nicht erkennen kann", sagt Prof. Paul Mayrhofer vom Institut für Werkstoffwissenschaft und Werkstofftechnologie der TU Wien. "Das ist aber noch gar nicht das wirklich Bemerkenswerte daran. Strukturen im Mikrometer-Bereich sind heute nichts Ungewöhnliches, sogar Muster aus einzelnen Atomen lassen sich heute herstellen. Dabei entsteht aber noch kein stabiler, lesbarer Code."
Die Basis des Erfolgs: spezielle keramische Dünnfilme. "Wir forschen an keramischen Dünnfilmen, wie man sie etwa auch für die Beschichtung von Hochleistungs-Werkzeugen braucht", erklären Erwin Peck und Balint Hajas, die am Aufstellen des Weltrekords wesentlich beteiligt waren. "Bei Hochleistungs-Werkzeugen ist es wichtig, dass die Materialien auch unter Extrembedingungen stabil und haltbar bleiben. Und genau das macht diese Materialien auch ideal für Datenspeicherung."
Und das Potenzial ist gigantisch: Auf der Fläche einer einzigen A4-Seite könnten mit dieser Methode mehr als 2 Terabyte Daten gespeichert werden – ohne Strom, ohne Kühlung, nahezu unbegrenzt haltbar.
"Wir leben heute im Informationszeitalter, doch ausgerechnet unsere eigene Epoche speichert ihr Wissen in Medien, die erstaunlich kurzlebig sind", sagt Alexander Kirnbauer. Magnetische und elektronische Datenträger verlieren oft schon nach wenigen Jahren Daten – Rechenzentren verschlingen riesige Mengen Strom. Keramische Speicher dagegen brauchen keine Energiezufuhr, kein Kühlen – und könnten Jahrhunderte oder gar Jahrtausende überstehen.
"Mit keramischen Speichermedien verfolgen wir einen ähnlichen Ansatz wie alte Kulturen, deren Inschriften wir heute noch lesen können", sagt Alexander Kirnbauer. "Wir schreiben Informationen in stabile, inert reagierende Materialien, die den Lauf der Zeit überstehen und auch zukünftigen Generationen noch vollständig zugänglich bleiben."
Der Rekordversuch – inklusive Auslesen mit Elektronenmikroskop – wurde vor Zeugen durchgeführt und von der Universität Wien als unabhängiger Vermesser bestätigt. Danach folgte die offizielle Anerkennung durch Guinness.
Doch für die Forscher ist das erst der Anfang. "Der nun bestätigte Weltrekord markiert erst den Anfang einer vielversprechenden Entwicklung" sagt Alexander Kirnbauer. "Wir wollen nun auch andere Materialien verwenden, die Schreibgeschwindigkeit erhöhen und skalierbare Herstellungsverfahren entwickeln, damit keramische Datenspeicher nicht nur im Labor, sondern auch in der Industrie eingesetzt werden können. Gleichzeitig untersuchen wir, wie sich komplexere Datenstrukturen – weit über einfache QR-Codes hinaus – robust, schnell und energieeffizient in keramische Dünnfilme schreiben und zuverlässig auslesen lassen."
