Michaelo Faradėjaus popierius yra skaitmeniniu būdu saugomas fluorescenciniuose dažikliuose

Harvardo mokslininkai sukūrė duomenų saugojimo metodą, pagrįstą fluorescencinių dažų mišiniu, atspausdintu ant epoksidinio paviršiaus mažose vietose. Dažų mišinys kiekvienoje vietoje koduoja informaciją, kuri vėliau nuskaitoma naudojant fluorescencinį mikroskopą.

Optiniai diskai, „flash“ diskai ir magnetiniai standieji diskai gali saugoti skaitmeninę informaciją tik kelis dešimtmečius, todėl jiems išlaikyti reikia daug energijos, todėl šie metodai yra mažiau nei idealūs ilgalaikiam duomenų saugojimui. Taigi tyrėjai ieškojo molekulių naudojimo kaip alternatyvų, ypač DNR duomenų saugojimas. Tačiau šie metodai turi savo iššūkių, įskaitant dideles sintezės išlaidas ir lėtą skaitymo ir rašymo greitį.

Dabar Harvardo mokslininkai išsiaiškino, kaip fluorescencinius dažus naudoti kaip kiekybinius rodiklius, kad pigiau ir greičiau būtų saugomi duomenys. naujas popierius Paskelbta žurnale ACS Central Science. Mokslininkai išbandė savo metodą, saugodami XIX amžiaus fiziką Michaelas FaradėjusJo pagrindiniai darbai apie elektromagnetizmą ir chemiją, taip pat Faradėjaus JPEG vaizdas.

„Šis metodas gali suteikti prieigą prie archyvinių duomenų saugyklos už mažą kainą“. Bendraautorius Amitas A. Nagarkaras, kuris atliko tyrimus kaip doktorantas Harvardo universiteto George’o Whitesideso laboratorijoje. “[It] Tai suteikia prieigą prie ilgalaikio duomenų saugojimo naudojant esamas komercines technologijas – rašalinį spausdinimą ir fluorescencinę mikroskopiją. „Nagarkar“ dabar dirba startuoliui, kuris nori komercializuoti metodą.

Mastelis / Amitas Nagarkaras padėjo sukurti duomenų saugojimo sistemą, kurioje naudojami fluorescenciniai dažai, būdamas Harvardo universiteto George Whitesides laboratorijos podoktorantūros tyrėjas.

Chrisas Sneipas/Harvardo personalas

Yra rimta priežastis, kodėl visi domisi DNR naudojimu duomenims saugoti. kaip ir mes Anksčiau minėjauDNR yra keturi cheminiai statybiniai blokai – adeninas (A), timinas (T), guaninas (G) ir citozinas (C) – kurie sudaro savotišką kodą. Informacija gali būti saugoma DNR, konvertuojant duomenis iš dvejetainio kodo į 4 pagrindinį kodą ir priskiriant jį vienam iš keturių simbolių. DNR turi daug didesnį duomenų tankį nei tradicinės saugojimo sistemos. vienas gramas gali atstovauti Maždaug 1 milijardas terabaitų (1 zetbaitas) duomenų. Tai galinga laikmena: saugomi duomenys gali būti saugomi ilgą laiką – dešimtmečius ar net šimtmečius.

READ  Marsaeigis grąžina šlifuojančius ir girgždančius vairavimo garsus

Pastaraisiais metais žymiai pagerėjo DNR duomenų saugojimas, todėl pagrindiniame metodu įvyko keletas novatoriškų posūkių. Pavyzdžiui, prieš dvejus metus, Stanfordo mokslininkai sėkmingai Jis padarė 3D spausdintą Stanfordo triušio versiją – įprastą 3D kompiuterinės grafikos bandymo modelį -, kurioje buvo saugomos spausdinimo instrukcijos triušiui atkurti. Triušis turi apie 100 kilobaitų duomenų, nes į plastiką, naudojamą 3D spausdinimui, pridėta nanodalelių, kuriose yra DNR.

Tačiau DNR naudojimas taip pat kelia didelių iššūkių. Pavyzdžiui, duomenų saugojimas ir gavimas iš DNR paprastai užima daug laiko, atsižvelgiant į visas reikalingas sekas. Iki mūsų gebėjimo sintetinti DNR dar reikia daug nuveikti, kol tai taps praktišku duomenų saugojimo būdu. Taigi kiti mokslininkai atrado galimybę naudoti ne biologinius polimerus molekuliniams duomenims saugoti ir iššifruoti (arba nuskaityti) saugomą informaciją, sekvenuojant polimerus naudojant tandemo masių spektrometriją. Tačiau sintetinių polimerų gamyba ir valymas yra brangus, sudėtingas ir daug laiko reikalaujantis procesas.

„Nagarkar“ rodo mažas pigmento molekules, naudojamas informacijai saugoti.
Mastelis / „Nagarkar“ rodo mažas pigmento molekules, naudojamas informacijai saugoti.

Chrisas Sneipas/Harvardo personalas

2019 m. „Whitesides Lab“ Rodyti sėkmingai Saugokite informaciją įvairiuose komerciniuose tinkluose nedaug peptidų ant metalinio paviršiaus, nereikalaujant brangių ir daug laiko reikalaujančių sintezės metodų. Laboratorija naudojo masės spektrometrą, kad atskirtų molekules pagal jų molekulinę masę, kad nuskaitytų saugomą informaciją. Tačiau vis dar yra tam tikrų problemų, visų pirma tai, kad skaitant informacija buvo sugadinta. Be to, skaitymo procesas buvo lėtas (10 bitų per sekundę), o mažinimas buvo problema, nes sumažinus lazerio taško dydį padidėjo duomenų triukšmas.

Iki Nagarkaro ir kiti. Aš nusprendžiau apsvarstyti molekules, kurias galima atskirti vizualiai, o ne pagal molekulinę masę. Tiksliau, jie pasirinko septynis komerciškai prieinamus skirtingų spalvų fluorescencinius dažus. Siekdama „parašyti“ informaciją, komanda naudojo rašalinį spausdintuvą, kad sumaišytus fluorescencinius dažų tirpalus padėtų ant epoksidinio substrato, kuriame yra tam tikrų reaktyvių amino grupių. Vėlesnė reakcija sudaro stabilius amidinius ryšius, efektyviai užrakindama informaciją.

READ  Elonas Muskas pasveikino „SpaceX“ įgulą namo ir paaukojo 50 milijonų dolerių labdarai | „SpaceX“

Parašykite komentarą

El. pašto adresas nebus skelbiamas. Būtini laukeliai pažymėti *