科技日報記者 張夢然
在數(shù)字時代，每個字節(jié)的數(shù)據(jù)都需要到達(dá)指定位置，最好還能長期保存。但后者在現(xiàn)階段仍是一個難題，因為數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)保存時間通常不到20年。美國哈佛大學(xué)化學(xué)家正試圖通過一種類似于微小墨水滴的創(chuàng)新來解決這個難題。在《美國化學(xué)會中心科學(xué)》近日發(fā)表的論文中，研究人員描述了一種新的存儲方法，使用7種市售熒光染料的混合物來保存數(shù)據(jù)文件。
阿米特·納加卡幫助開發(fā)了一個使用熒光染料的數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)。圖片來源：Kris Snibbe/Harvard Staff
該染料由噴墨打印并用顯微鏡讀取，顯微鏡可以檢測每種染料發(fā)出的不同波長的光。然后，研究人員將分子中的二進(jìn)制信息解碼成文件、書籍、照片、視頻或其他任何可以數(shù)字存儲的東西。理論上，這種新方法可將數(shù)據(jù)保存很長時間——數(shù)千年或更久。
當(dāng)前的存儲設(shè)備，如閃存、藍(lán)光、磁存儲條和計算機(jī)驅(qū)動器，信息存儲年份有限制，還有嚴(yán)格的大小限制，并且容易受到潮濕損壞和黑客攻擊。傳統(tǒng)存儲過程的另一個缺點是它們會消耗能量，即使是云存儲，也需要龐大而昂貴的物理服務(wù)器，且容易被破壞。
哈佛大學(xué)喬治·懷特塞茲實驗室博士后研究員阿米特·納加卡表示，新的染料方法使用噴墨打印和熒光顯微鏡等現(xiàn)有商業(yè)技術(shù)，可以低成本提供對長期數(shù)據(jù)存儲的訪問。染料方法對于存儲受監(jiān)管信息（如財務(wù)和法律記錄）以及在長期存儲至關(guān)重要信息的情況下（如衛(wèi)星數(shù)據(jù)）尤其有用。染料存在于互聯(lián)網(wǎng)之外，生產(chǎn)成本相對較低，而且沒有特殊的顯微鏡就無法讀取。一旦數(shù)據(jù)被記錄下來，該技術(shù)就不會消耗能量。
染料分子打印在環(huán)氧樹脂表面，它們化學(xué)鍵合將信息鎖定到位。為了翻譯不同染料中的信息位，研究人員使用了美國信息交換標(biāo)準(zhǔn)代碼。他們想要存儲數(shù)據(jù)中的每個數(shù)字、字母和像素都由一組1和0表示，具體取決于特定染料是否存在。隨后使用熒光顯微鏡檢測染料分子，就可以解碼二進(jìn)制信息。研究人員報告說，信息的讀取準(zhǔn)確率為99.6%，在7.2×7.2平方毫米的表面上，能夠用染料寫入1407542字節(jié)的數(shù)字信息。
總編輯圈點：
多年來，科學(xué)家們一直在探索使用不同的分子甚至合成DNA來存儲信息，包括GIF、文本和音樂，結(jié)果卻因這些技術(shù)的成本和讀寫速度緩慢等因素而受阻。由于其驚人的速度和低廉的成本，染料方法提供了一種誘人的替代方案。這一系統(tǒng)以每秒128位的平均速率寫入信息，再以469位的速率讀取信息——這被認(rèn)為是所有分子信息存儲方法中已知的最快讀取速度。毫無疑問，像染料創(chuàng)新這樣的數(shù)據(jù)存儲方法，在21世紀(jì)將變得越來越重要。
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