ТЕГИ
Супрамолекулярный азаполимер — оптическое разрешение и стабильность носителей информации азополимер
Полимеры увеличат емкость носителей информации. Исследователи из Китая разработали супрамолекулярный азаполимер, который демонстрирует хорошее оптическое разрешение и стабильность для использования в качестве носителя оптической информации высокой плотности.
Исследователи заявляют, что в сравнении с обычными DVD-дисками новая система позволит увеличить плотность информации в 20 раз.
Двадцатикратное увеличение плотности информации по сравнению с плотностью обычного DVD-диска достигается за счет применения пленки азополимера.
Полимеры, содержащие азобензол (азополимеры) представляют собой светочувствительные материалы, способные к обратимой цис-транс изомеризации при облучении светом. Эти высокомолекулярные соединения применяются для оптического хранения информации, в качестве оптически-анизотропных материалов и дифракционных оптических материалов. У азополимеров имеется ряд преимуществ перед обычными полимерами, легированными азокрасителями – к таким преимуществам относятся простота синтеза и низкая склонность к агрегации в области высокой концентрации. Однако, несмотря на явные преимущества, практическое применение азополимеров ограничивается их невысокой стабильностью и незначительной оптической разрешением. Более стабильные бисазополимеры характеризуются также и более высокой оптическим разрешением, но характеризуются плохой растворимостью и плохо формируют пленки.
Си Ву (Si Wu) с коллегами из Китайского Университета Науки и Технологии (Хэфэй, Китай) получил пленки, связав друг с другом две азобензольные группы за счет водородного связывания, получив таким образом новую бис-азобензольную группу.
Чтобы получить супрамолекулярную бисазополимерную пленку Ву использовал азополимеры с пиридиновыми группами, игравшими роль доноров в водородном связывании и низкомолекулярное азосоединение с фенольной группой, выступавшее в роли акцептора в образовании водородной связи. Образующиеся в результате пленки представляют собой перспективные материалы для различного рода устройств, так как пленки отличаются хорошим оптическим разрешением, стабильностью, растворимостью и пленкообразующей способностью.
Информационную плотность больше DVD-диска в 20 раз
Исследователи изучили плотность информации, характерную для пленок из новых супрамолекулярных полимеров, записав на них данные с помощью лазерного излучения, с меняющимися интенсивностью и поляризацией. Было продемонстрировано, что плотность информации, которая может быть записана на супрамолекулярную полимерную пленку, превышает информационную плотность DVD-диска в 20 раз.
Ву поясняет, что структурное звено, в котором водородными связями связано два азобензоловых фрагментов представляет собой новую супрамолекулярную систему. Он добавляет, что исследователи из его группы сделали успешную попытку узнать больше о светочувствительности азополимеров с хорошей растворимостью и пленкообразующими свойствами.
Арри Приимяги (Arri Priimägi), специалист по полимерным оптическим материалам из Университета Аалто (Хельсинки) подчеркивает, что новая работа уверенно демонстрирует то, что принципы супрамолекулярной химии могут оказать существенное влияние на производительность полимерных оптических материалов, и следует ожидать увеличения интереса исследователей к этим перспективным материалам.
В настоящее время исследователи работают над выработкой новых направления для продолжения исследования, включая модернизацию лазерной системы для слежения за получением новых материалов-носителей информации in situ, синтез новых супрамолекулярных полимеров и исследование возможности применения двухфотонной технологии для записи на полимеры. (J. Mater. Chem., 2010, DOI: 10.1039/c000073f)
Аморфные азополимеры — модель оптически индуцированной память
Феноменологическая модель взаимодействия азополимеров с линейно поляризованным излучением, в которой взаимодействие хромофоров с полимерной матрицей происходит за счет взаимной ориентационной диффузии.
Оптические параметры хромофоров
Для ряда аморфных азополимеров модель удовлетворительно отражает динамику фотоиндуцированного дихроизма на этапе как светового воздействия, так и релаксации и позволяет по экспериментально измеренному дихроизму получить оценку основных оптических параметров хромофоров (сечения поглощения и квантовые выходы транс- и цис-изомеризаций, время спонтанного распада цис-изомеров). Как показало сравнение результатов модельных расчетов с экспериментальными, только часть транс-изомеров, участвующих в процессе транс-цис-изомеризации, дает вклад в дихроизм.
DVD Digital Versatile Disc цифровой многоцелевой диск
+ DVD Digital Versatile Disc — цифровой многоцелевой диск; также англ. Digital Video Disc — цифровой видеодиск) — носитель информации, выполненный в виде диска, внешне схожий с компакт-диском, однако имеющий возможность хранить бо́льший объём информации за счёт использования лазера с меньшей длиной волны, чем для обычных компакт-дисков.
DVD-привод — устройство чтения (и записи) таких носителей.
История DVD
Первые диски и проигрыватели DVD появились в ноябре 1996 года в Японии и в марте 1997 года в США.
В начале 1990-х годов разрабатывалось два стандарта для оптических информационных носителей высокой плотности. Один из них назывался Multimedia Compact Disc (MMCD) и разрабатывался компаниями Philips и Sony, второй — Super Disc — поддерживали 8 крупных корпораций, в числе которых были Toshiba и Time Warner. Позже усилия разработчиков стандартов были объединены под началом IBM, которая не хотела повторения войны форматов, как было со стандартами кассет VHS и Betamax в 1970-х. Официально DVD был анонсирован в сентябре 1995 года. Первая версия спецификаций DVD была опубликована в сентябре 1996 года. Изменения и дополнения в спецификации вносит организация DVD Forum (ранее называвшаяся DVD Consortium), членами которой являются 10 компаний-основателей и более 220 частных лиц.
Первый привод, поддерживающий запись DVD-R, выпущен Pioneer в октябре 1997 года. Стоимость этого привода, поддерживающего спецификацию DVD-R версии 1.0, составляла 17 000 долл. Болванки объёмом 3,95 Гб стоили по 50 долл. каждая.
Сравнительные размеры: 12-сантиметровый DVD-RW рядом с 19-сантиметровым карандашом
Изначально «DVD» расшифровывалось как «Digital Video Disc» (цифровой видеодиск), поскольку данный формат первоначально разрабатывался как замена видеокассетам. Позже, когда стало ясно, что носитель подходит и для хранения произвольной информации, многие стали расшифровывать DVD как Digital Versatile Disc (цифровой многоцелевой диск). Toshiba, заведующая официальным сайтом DVD Forum’а, использует «Digital Versatile Disc». К консенсусу не пришли до сих пор, поэтому сегодня «DVD» официально вообще никак не расшифровывается.
Техническая информация
Для считывания и записи DVD используется красный лазер с длиной волны 650 нанометров.
DVD по структуре данных бывают четырёх типов:
DVD-видео — содержат фильмы (видео и звук);
DVD-Audio — содержат аудиоданные высокого качества (гораздо выше, чем на аудио-компакт-дисках);
DVD-Data — содержат любые данные;
Смешанное содержимое.
В отличие от компакт-дисков, в которых структура аудиодиска фундаментально отличается от диска с данными, в DVD всегда используется файловая система UDF (для данных может быть использована ISO 9660).
Любой из типов носителей DVD может нести любую из четырёх структур данных (см. выше).
Физически DVD может иметь одну или две рабочие стороны и один или два рабочих слоя на каждой стороне. От их количества зависит ёмкость диска (из-за чего они получили также названия DVD-5, -9, -10, -14, -18, по принципу округления ёмкости диска в Гб до ближайшего сверху целого числа):
1-сторонние 1-слойные (DVD-5) 4,7 Гигабайт 4,38 Гигабайт
2-сторонние 2-слойные (DVD-18) 17,1 Гигабайт 15,93 Гигабайт
Примечание: формат DVD-R(W) не задаёт точное число секторов, а лишь требует, чтобы ёмкость была не ниже 4,7 млрд байт. Однако большинство производителей придерживаются числа 2 298 496 секторов, что и указано в таблице.
Единица скорости (1x) чтения/записи DVD составляет 1 385 000 байт/с (то есть около 1352 Кбайт/с = 1,32 Мбайт/с), что примерно соответствует 9-й скорости (9x) чтения/записи CD, которая равна 9 × 150 = 1350 Кбайт/с. Таким образом, 16-скоростной привод обеспечивает скорость чтения (или записи) DVD равную 16 × 1,32 = 21,12 Мбайт/с.
Формат DVD±R совместимость DVD
Стандарт записи DVD-R(W) был разработан в 1997 году группой компаний, входящих в DVD Forum, как официальная спецификация записываемых (впоследствии и перезаписываемых) дисков. Однако цена лицензии на эту технологию была слишком высока, и поэтому несколько производителей пишущих приводов и носителей для записи объединились в DVD+RW Alliance (англ.), который и разработал в середине 2002 года стандарт DVD+R(W), стоимость лицензии на который была ниже. Поначалу болванки (чистые диски для записи) DVD+R(W) были дороже, чем болванки DVD-R(W), но теперь цены сравнялись.
Все современные приводы для DVD могут читать оба формата дисков, и большинство пишущих приводов также могут записывать оба типа болванок. Среди остальных приводов форматы «+» и «-» одинаково популярны — половина производителей поддерживает один стандарт, половина — другой. Идут споры, вытеснит ли один из этих форматов своего конкурента или они продолжат мирно сосуществовать. Однако, поскольку формат DVD-R(W) появился почти на 5 лет раньше DVD+R(W), многие старые или дешёвые плееры вероятнее всего поддерживают лишь DVD-R(W). Это следует учитывать, особенно при записи дисков для распространения, когда тип читающего устройства (плеера или DVD-привода) заранее неизвестен.
DVD-видео
Для воспроизведения DVD с видео необходим DVD-привод и декодер MPEG-2 (то есть либо бытовой DVD-проигрыватель с аппаратным декодером, либо компьютерный DVD-привод и программный проигрыватель с установленным декодером). Фильмы на DVD сжаты с использованием алгоритма MPEG-2 для видео и различных (часто многоканальных) форматов для звука. Битрейт сжатого видео варьируется от 2000 до 9800 Кбит/с, часто бывает переменным (VBR). Стандартный размер видео кадра стандарта PAL равен 720×576 точек, стандарта NTSC — 720×480 точек.
Аудиоданные в DVD-фильме могут быть в формате PCM, DTS, MPEG или Dolby Digital (AC-3). В странах, использующих стандарт NTSC, все фильмы на DVD должны содержать звуковую дорожку в формате PCM или AC-3, а все NTSC-плееры должны эти форматы поддерживать. Таким образом, любой стандартный диск может быть воспроизведён на любом стандартном оборудовании.
В странах, использующих стандарт PAL (большинство стран Европы), сначала хотели ввести в качестве стандарта звука для DVD форматы PCM и MPEG-2, но под общественным давлением и вразрез с пожеланиями Philips DVD-Forum включил Dolby AC-3 в список опциональных форматов звука на дисках и обязательных форматов в плеерах.
DVD Термины и понятия
Land pre-pits (LPP) — предзаписанные питы между канавками на DVD-дисках, в которых содержатся данные адресации и другой служебной информации. Эти данные позволяют приводу DVD записывать информацию в отведённые места на диске.
Mini-DVD оптический носитель
Mini-DVD (MiniDVD, Mini DVD или miniDVD) — оптический носитель, представляющий собой DVD-диск уменьшенного с 12 до 8 см диаметра. Также известен как “3-inch DVD” (трехдюймовый DVD-диск). Используется в видеокамерах (камкодерах), часто пользователи ПК предпочитают этот более компактный по размерам носитель традиционному DVD в случае записи меньших по объему данных и необходимости носить диск в кармане. Следует отметить, что диски формата Mini-DVD были стандартным носителем для игровой приставки GameCube.
Сравнение обычного DVD-диска (12 см) и 8-см Mini-DVD
Eмкость одностороннего однослойного носителя — 1,4 Гб, существуют также двухслойные (емкость 2,6 Гб) и двухсторонние диски. Существуют варианты как для однократной, так и для многократной записи.
Следует помнить, что стандартные щелевые приводы 12 см для дисков зачастую не предназначены для 8 см моделей и их использование может привести к поломке привода (исключение приставка Nintendo Wii, PlayStation 3). В стандартном приводе для оптических дисков диск помещается в 8см углубление (используемое также для дисков CD-визитка), в случае применения в приводе ноутбука диск крепится на стержне.
Из других носителей информации по габаритам Mini-DVD соответствует Mini-CD и Mini-Blu-ray, уменьшенные до 8 см диски формата HD DVD так и остались прототипами.
