V dnešní době máme přístup ke všem znalostem lidstva z malých počítačů v našich kapsách. Všechna tato data musí být někde uložena, ale obrovské servery zabírají hodně fyzického prostoru a vyžadují hodně energie. Výzkumníci z Harvardu vyvinuli nový systém pro čtení a zápis informací pomocí organických molekul, které by potenciálně mohly zůstat stabilní a funkční po tisíce let.
DNA je pochopitelně nástrojem pro ukládání informací v přirozeném světě – dokáže uchovat obrovské množství dat v malé molekule a je extrémně stabilní, ve správných podmínkách přežívá po tisíciletí. Nedávno vědci tuto schopnost prozkoumali záznamem dat do DNA na špičce tužky, v plechovkách s barvou ve spreji a dokonce i skrytím dat v živých bakteriích. Existují však překážky pro použití DNA jako nosiče informací; její čtení a zápis zůstává poměrně složitým a pomalým procesem.
"Budeme používat strategii, která si nevypůjčuje myšlenky přímo z biologie," říká Brian Cafferty, jeden z autorů nové studie. "Namísto toho jsme se spoléhali na techniky společné organické a analytické chemii a vyvinuli jsme přístup, který ke kódování informací používá malé molekuly s nízkou molekulovou hmotností."
Místo DNA vědci použili oligopeptidy, malé molekuly složené z různého počtu aminokyselin. Základem pro nové paměťové médium je mikrodestička – kovová destička s 384 maličkými buňkami. Různé kombinace oligopeptidů jsou umístěny v každé buňce pro kódování jednoho bajtu informace.
Mechanismus je založen na binárním systému: pokud je přítomen konkrétní oligopeptid, čte se jako 1, a pokud ne, pak jako 0. To znamená, že kód v každé buňce může představovat jedno písmeno nebo jeden pixel obrázku. Klíčem k rozpoznání, který oligopeptid je přítomen v buňce, je jeho hmotnost, kterou lze získat pomocí hmotnostního spektrometru.
Při svých experimentech byli vědci schopni zaznamenat, uložit a přečíst 400 KB informací, včetně přepisu přednášky, fotografie a obrázku. Podle týmu byla průměrná rychlost zápisu 20 bitů za sekundu a rychlost čtení 99,9 bitů za sekundu s přesností XNUMX %.
Vědci tvrdí, že nový systém má několik výhod. Oligopeptidy mohou být stabilní po stovky nebo tisíce let, což z nich dělá ideální volbu pro dlouhodobé ukládání archivních dat. Mohou také uložit více dat v menším fyzickém prostoru, potenciálně dokonce více než DNA. Celý obsah New York Public Library tak může být uchován v lžičce plné bílkovin.
Systém dokáže pracovat se širokou škálou molekul a dokáže zapisovat data rychleji než jeho protějšky na bázi DNA, i když vědci připouštějí, že čtení může být docela pomalé. Ať tak či onak, technologii lze v budoucnu zlepšit pomocí lepších technik, jako je použití inkoustových tiskáren pro záznam dat a vylepšené hmotnostní spektrometry pro jejich čtení.
Studie byla publikována ve vědeckém časopise .
Zdroj: 3dnews.ru