可保存數千年!哈佛研究人員用染料存儲數據

2021年10月15日12:11:08 科學 1108

可保存數千年!哈佛研究人員用染料存儲數據 - 天天要聞

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。」

科界原創

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

版權聲明:本文由科界平台原創編譯,中文內容僅供參考,一切內容以英文原版為準。轉載請註明來源科技工作者之家—科界App。

科學分類資訊推薦

毒液堪比硫酸,有人險被毀容!湖北也有,碰到千萬別這樣做 - 天天要聞

毒液堪比硫酸,有人險被毀容!湖北也有,碰到千萬別這樣做

「我還以為是蚊子,沒想到它有這麼強的威力。」近日,任女士向武漢亞心總醫院皮膚科主任全根講述「隨手一拍」的經歷時,後悔不已。5月27日,任女士在戶外露營時,一隻形似螞蟻的小蟲突然飛到脖子上。她下意識地抬手一拍,瞬間感到頸部一陣灼燒般的刺痛。僅僅幾小時後,她的右臉便出現大片紅斑,並逐漸發展為5厘米×6厘米的...
美國能不能重建稀土產業鏈? - 天天要聞

美國能不能重建稀土產業鏈?

原創 聼風者 先釐清一個概念,就是稀土礦和稀土成品的區別。稀土礦在我們地球上其實並不稀少,但都只是以伴生礦的形式出現,聴風樓說真的,老美它自己的稀土礦儲量,在世界上那也是數一數二的。既然它自己就有,那為啥還缺呢?
合肥這座公園樹上「長」出小動物 - 天天要聞

合肥這座公園樹上「長」出小動物

【來源:合肥在線】咬著玫瑰花的梅花鹿、乖巧可愛的小松鼠、掩在竹林中的大熊貓……這些充滿童趣的形象並非真實的動物,而是巧妙地繪製在公園樹洞之上的精美彩繪。近日,在天樂公園內,不少市民在遊玩時偶然發現這一獨特景觀,紛紛被這小小的童話世界所吸引,
中國工程院院士蘇東林:冬戰三九夏戰三伏,把電磁兼容從「玄學」變為科學 - 天天要聞

中國工程院院士蘇東林:冬戰三九夏戰三伏,把電磁兼容從「玄學」變為科學

5月28日,國務院新聞辦公室舉行「新征程上的奮鬥者」中外記者見面會,請科技領域代表圍繞「弘揚科學家精神 矢志建設科技強國」與中外記者見面交流。中國工程院院士蘇東林。圖/國新網中國工程院院士、北京航空航天大學電子信息工程學院教授蘇東林介紹,她現在擔任電磁兼容與防護全國重點實驗室主任,也是在北京航空航天大學...
敢闖敢試45載,深圳如何用「改革基因」回答「時間之問」? - 天天要聞

敢闖敢試45載,深圳如何用「改革基因」回答「時間之問」?

理想之城。作 者丨王寒華商韜略出品丨ID:hstl8888從「經濟特區」到「全球標杆」,45歲的深圳,仍在書寫奇蹟。一座科技、人文與生態和諧相融的理想之城,是什麼模樣?深圳率先給出了答案。以與人人相關的出行為例。在這座新能源汽車保有量佔比超過四分之一的前沿之城,150座、5676個採用華為最先進液冷大功率超充技術的充電...
中歐科學家論壇專家團隊助力第二屆香港世界青年科學大會圓滿召開 - 天天要聞

中歐科學家論壇專家團隊助力第二屆香港世界青年科學大會圓滿召開

第二屆「香港世界青年科學大會」開幕式暨2025第二屆「香江諾貝論壇」4月13日在香港會展中心舉行。8位諾貝爾獎和圖靈獎獲得者、40位海內外院士及世界頂尖科學家,以及青年科學家、企業家等近1000人出席,共同探討大數據、人工智慧、生物科技、新材料等議題。活動由香港北京高校校友聯盟主辦,中國電子學會和香港貿易發展局合...
第14屆國際空間設計大獎艾特獎獲獎名單戳這裡➙ - 天天要聞

第14屆國際空間設計大獎艾特獎獲獎名單戳這裡➙

深圳商報·讀創客戶端記者 劉娥 5月27日,作為全球設計界年度巔峰盛事,第14屆國際空間設計大獎艾特獎(IDEA-TOPS)頒獎盛典在深圳科學技術館舉行。本屆艾特獎延續其「立足大灣區,面向世界」的定位,共收到全球75個國家7026件參賽作品
《自然·免疫學》:腺苷荼毒T細胞!科學家首次發現T細胞攝取腺苷,並導致免疫抑制的機制 - 天天要聞

《自然·免疫學》:腺苷荼毒T細胞!科學家首次發現T細胞攝取腺苷,並導致免疫抑制的機制

*僅供醫學專業人士閱讀參考掉在地上、來路不明的東西不能亂吃,按說屬於小孩子就能弄懂的常識,但就算各位都已經長大成人了,身體里的細胞也不見得能懂這一點。沒錯,說的就是你們T細胞,這一天天的,想辦法讓你們保持正常的功能已經不容易了,咋還自己亂撿