Al giorno d'oggi possiamo accedere a tutta la conoscenza dell'umanità dai piccoli computer che abbiamo in tasca. Tutti questi dati devono essere archiviati da qualche parte, ma i server enormi occupano molto spazio fisico e richiedono molta energia. I ricercatori di Harvard hanno sviluppato un nuovo sistema per leggere e scrivere informazioni utilizzando molecole organiche che potrebbero potenzialmente rimanere stabili e funzionali per migliaia di anni.
Il DNA è comprensibilmente lo strumento per archiviare informazioni nel mondo naturale: può archiviare grandi quantità di dati in una minuscola molecola ed è estremamente stabile, sopravvivendo per millenni nelle giuste condizioni. Recentemente, gli scienziati hanno esplorato questa capacità registrando dati nel DNA sulla punta delle matite, nelle bombolette di vernice spray e persino nascondendo dati nei batteri viventi. Ma ci sono ostacoli all’uso del DNA come vettore di informazioni; leggerlo e scriverlo rimane un processo piuttosto complesso e lento.
"Utilizzeremo una strategia che non prenda in prestito idee direttamente dalla biologia", afferma Brian Cafferty, uno degli autori del nuovo studio. “Ci siamo invece affidati a tecniche comuni alla chimica organica e analitica e abbiamo sviluppato un approccio che utilizza molecole piccole e a basso peso molecolare per codificare le informazioni”.
Al posto del DNA, i ricercatori hanno utilizzato oligopeptidi, piccole molecole costituite da un numero variabile di aminoacidi. La base del nuovo supporto di memorizzazione è una micropiastra, una piastra metallica con 384 minuscole celle. Diverse combinazioni di oligopeptidi vengono posizionate in ciascuna cellula per codificare un byte di informazione.
Il meccanismo si basa su un sistema binario: se è presente un particolare oligopeptide, viene letto come 1, altrimenti come 0. Ciò significa che il codice in ciascuna cella può rappresentare una lettera o un pixel di un'immagine. La chiave per riconoscere quale oligopeptide è presente in una cellula è la sua massa, che può essere ottenuta utilizzando uno spettrometro di massa.
Nei loro esperimenti, i ricercatori sono stati in grado di registrare, salvare e leggere 400 KB di informazioni, inclusa la trascrizione di una lezione, una fotografia e un'immagine. Secondo il team, la velocità media di scrittura era di otto bit al secondo e la velocità di lettura era di 20 bit al secondo, con una precisione del 99,9%.
Gli scienziati affermano che il nuovo sistema presenta numerosi vantaggi. Gli oligopeptidi possono essere stabili per centinaia o migliaia di anni, rendendoli la scelta ideale per l'archiviazione di dati a lungo termine. Possono anche archiviare più dati in uno spazio fisico più piccolo, potenzialmente anche più del DNA. Pertanto, l’intero contenuto della Biblioteca pubblica di New York può essere conservato in un cucchiaino pieno di proteine.
Il sistema può funzionare con un'ampia gamma di molecole e può scrivere dati più velocemente rispetto alle sue controparti basate sul DNA, anche se i ricercatori ammettono che la lettura può essere piuttosto lenta. In ogni caso, la tecnologia potrà essere migliorata in futuro con tecniche migliori, come l’utilizzo di stampanti a getto d’inchiostro per registrare i dati e spettrometri di massa migliorati per leggerli.
Lo studio è stato pubblicato su una rivista scientifica .
Fonte: 3dnews.ru