Amit Nagarkar等公司開發(fā)了基于熒光染料的數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)。

在數(shù)字時代，每一字節(jié)的數(shù)據(jù)都需要找到自己的穩(wěn)定“歸宿”。對于數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)而言，存儲壽命是最主要的問題之一，其壽命通常僅有20年。eurekalert.org網(wǎng)站當?shù)貢r間10月13日報道，美國哈佛大學的化學家George Whitesides領(lǐng)導的團隊正在嘗試用一種創(chuàng)新的染料來解決存儲系統(tǒng)的壽命問題。相關(guān)研究成果刊登在《美國化學會核心科學》雜志中。

在新存儲方法中，研究人員使用了七種商用熒光染料的混合物保存數(shù)據(jù)文件。噴墨打印機滴下染料后，顯微鏡可以檢測、讀取每種染料發(fā)出的不同波長的光。最后，研究人員將分子中的二進制信息解碼為文件、書籍、照片或者視頻。

理論上講，染料存儲系統(tǒng)可以將數(shù)據(jù)保存數(shù)千年之久。相比之下，閃存、藍光碟和計算機驅(qū)動器等存儲介質(zhì)最多只能存儲40年信息（而且容易受到水災和黑客威脅，能耗較高）。論文作者、博士后研究員Amit Nagarkar說：“染料存儲系統(tǒng)為檔案數(shù)據(jù)提供了廉價的存儲方案。它只需要現(xiàn)有的商業(yè)噴墨打印機和熒光顯微鏡，就能完成數(shù)據(jù)的長期存儲?！毙路椒▽τ诖鎯κ鼙O(jiān)管的信息（如財務和法律記錄）以及關(guān)鍵信息（衛(wèi)星數(shù)據(jù)）的長期存儲尤其有效。因為它不會接入易被黑客攻擊的互聯(lián)網(wǎng)，生產(chǎn)成本相對較低，只能用特殊顯微鏡讀取，并且完成記錄后不再消耗能量。

染料存儲系統(tǒng)的機理非常簡單：染料分子被滴在環(huán)氧樹脂表面后，會與其進行化學結(jié)合，進而鎖定信息。為了轉(zhuǎn)譯不同染料中的信息，研究人員引入了美國信息交換標準代碼。在存儲完成后，只要用戶知道染料的存放位置，就能用專用設(shè)備解碼二進制信息。研究人員表示，在染料存儲系統(tǒng)中，信息的讀取準確率高達99.6%；在7.2毫米×7.2毫米的環(huán)氧樹脂表面上，他們能夠用染料記錄1407542字節(jié)的數(shù)字信息。

此前，Whitesides團隊曾嘗試用多肽作為數(shù)字信息的存儲器，但讀寫速度阻礙了其進一步發(fā)展。相比之下，染料存儲系統(tǒng)具有出色的讀寫速度，寫入和讀取信息的平均速率分別為128比特/秒和469比特/秒。這創(chuàng)造了所有分子信息存儲方法的最快讀取速度記錄。

研究人員認為，類似染料存儲系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲方法，會在21世紀變得越來越重要。Nagarkar說：“隨著人類社會向數(shù)字化社會轉(zhuǎn)型，需要存儲的數(shù)據(jù)將呈爆發(fā)式增長。新的數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)在未來大有可為?！?br/>

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編譯：雷鑫宇 審稿：西莫 責編：陳之涵

期刊來源：《美國化學會核心科學》

期刊編號：2374-7943

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