Jedna łyżeczka białek może pomieścić informacje zawarte w zasobach Nowojorskiej Biblioteki Publicznej i przechować je nawet przez miliony lat - twierdzą twórcy nowej metody zapisu danych. Nie ma ona zastąpić twardych dysków czy kart pamięci. Może służyć do tworzenia bezpiecznych archiwów.
Książki mogą spłonąć, do komputerów można się włamać, a płyty DVD ulegają degradacji. Dlatego naukowcy z Harvard University proponują zapisywanie ważnych danych w chemicznych cząsteczkach.
"Wyobraźmy sobie zapisanie zbiorów Nowojorskiej Biblioteki Publicznej w łyżeczce białek" - mówi dr Brian Cafferty, główny autor pracy opublikowanej w magazynie "ACS Central Science".
"Przynajmniej na tym etapie nie postrzegamy tej metody jako konkurencji dla istniejących technik. Raczej patrzymy na nią jak na uzupełnienie tych technologii i sposób na długoterminową archiwizację danych" - tłumaczy badacz.
Zapisywanie informacji w cząsteczkach chemicznych to nie całkiem nowy pomysł. Już wcześniej udało się tego dokonać w przypadku cząsteczek DNA.
Jednak, jak wyjaśniają badacze, DNA to duża cząsteczka, której synteza wymaga sporych umiejętności, żmudnej pracy i niemałych nakładów finansowych.
Nowa metoda ma być pozbawiona tych wad.
"Postanowiliśmy zastosować strategię, która nie naśladuje bezpośrednio działania biologii. Zamiast tego wykorzystaliśmy techniki powszechnie stosowane w chemii organicznej i analitycznej i opracowaliśmy metodę opartą na małych cząsteczkach o niewielkiej masie" - opowiada dr Cafferty.
Badacze wykorzystali oligopeptydy. Peptydy to cząsteczki podobnie jak białka złożone z aminokwasów, tylko znacznie mniejsze. Oligopeptydy to natomiast dwa-trzy peptydy połączone razem.
Informacja zapisywana jest za pomocą cząsteczek o różnej masie unieruchamianych na specjalnym podłożu. Z pomocą ośmiu cząsteczek można zapisać jeden bajt informacji.
Dane odczytuje się za pomocą techniki zwanej spektroskopią mas, która pozwala m.in. właśnie na rozróżnienie mas cząsteczek.
Oligopeptydy mają w sprzyjających warunkach trwałość setek, a nawet tysięcy lat - podają badacze. Zdarzające się czasami uszkodzenia cząsteczek nie uniemożliwią przy tym odczytania informacji, jak to mogłoby mieć miejsce w przypadku DNA.
Niepowołany użytkownik nie mógłby też z łatwością skopiować danych, jak np. z dysku twardego, ponieważ do odczytu, potrzebne jest specjalne badanie cząsteczek.
W obecnej chwili autorzy nowej metody potrafią odczytywać zapisywane nią informacje z dokładnością 99,9 proc.
Współczesna prędkość zapisu wynosi 8 bitów na sekundę, a odczytu - 20 bitów na sekundę. Odbywa się to dużo sprawniej, niż w przypadku DNA.
Naukowcy twierdzą, że mogą jeszcze poprawić stabilność i pojemność zapisu oraz obniżyć koszty metody przy zastosowaniu innego typu cząsteczek.
Na przykład cząstki zwane alkanotiolami mają pozwolić na zapisanie 100 mln bitów w cenie jednego centa.
W czasie swoich eksperymentów naukowcy utrwalili nowym sposobem słynny wykład Richarda Feynmana o nanotechnologii "Tam na dole jest jeszcze dużo miejsca", zdjęcie Claude’a Shannona - jednego z twórców teorii informacji i drzeworyt "Wielka fala w Kanagawie" Hokusaia.
Japoński obraz przedstawiający tsunami wydał się badaczom odpowiedni, ponieważ właśnie doświadczamy zalewu cyfrowych informacji. W 2020 roku ich ilość na świecie ma sięgnąć 44 bilionów gigabajtów - 10 razy więcej niż w 2013 r.
Więcej informacji:
https://chemistry.harvard.edu/news/storage-beyond-cloud
mat/ zan/
Fundacja PAP zezwala na bezpłatny przedruk artykułów z Serwisu Nauka w Polsce pod warunkiem mailowego poinformowania nas raz w miesiącu o fakcie korzystania z serwisu oraz podania źródła artykułu. W portalach i serwisach internetowych prosimy o zamieszczenie podlinkowanego adresu: Źródło: naukawpolsce.pl, a w czasopismach adnotacji: Źródło: Serwis Nauka w Polsce - naukawpolsce.pl. Powyższe zezwolenie nie dotyczy: informacji z kategorii "Świat" oraz wszelkich fotografii i materiałów wideo.
