Amit Nagarkar等人開發了一種基於熒光染料的數據存儲系統。
在數字時代，每一位元組的數據都需要找到自己的穩定「歸宿」。對於數據存儲系統而言，存儲壽命是最主要的問題之一，其壽命通常僅有20年。eurekalert.org網站當地時間10月13日報道，美國哈佛大學的化學家George Whitesides領導的團隊正在嘗試用一種創新的染料來解決存儲系統的壽命問題。相關研究成果刊登在《美國化學會核心科學》雜誌中。
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據文件。噴墨印表機滴下染料後，顯微鏡可以檢測、讀取每種染料發出的不同波長的光。最後，研究人員將分子中的二進位信息解碼為文件、書籍、照片或者視頻。
理論上講，染料存儲系統可以將數據保存數千年之久。相比之下，快閃記憶體、藍光碟和計算機驅動器等存儲介質最多只能存儲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、博士後研究員Amit Nagarkar說：「染料存儲系統為檔案數據提供了廉價的存儲方案。它只需要現有的商業噴墨印表機和熒光顯微鏡，就能完成數據的長期存儲。」新方法對於存儲受監管的信息（如財務和法律記錄）以及關鍵信息（衛星數據）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網，生產成本相對較低，只能用特殊顯微鏡讀取，並且完成記錄後不再消耗能量。
染料存儲系統的機理非常簡單：染料分子被滴在環氧樹脂表面後，會與其進行化學結合，進而鎖定信息。為了轉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。在存儲完成後，只要用戶知道染料的存放位置，就能用專用設備解碼二進位信息。研究人員表示，在染料存儲系統中，信息的讀取準確率高達99.6%；在7.2毫米×7.2毫米的環氧樹脂表面上，他們能夠用染料記錄1407542位元組的數字信息。
此前，Whitesides團隊曾嘗試用多肽作為數字信息的存儲器，但讀寫速度阻礙了其進一步發展。相比之下，染料存儲系統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，類似染料存儲系統的數據存儲方法，會在21世紀變得越來越重要。Nagarkar說：「隨著人類社會向數字化社會轉型，需要存儲的數據將呈爆髮式增長。新的數據存儲系統在未來大有可為。」
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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
原文鏈接：https://www.eurekalert.org/news-releases/931513
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