Ученые из США создали молекулярную основу для долговременного хранения данных

Фото из открытых источников

Американские ученые разработали молекулярную систему хранения информации, основанную на синтетических полимерных цепочках, которые способны сохранять текст в виде цифровых кодов. В журнале "Chem" опубликовано исследование, в котором описана технология кодирования и считывания информации с помощью полимеров, содержащих 256 различных комбинаций мономеров, соответствующих символам ASCII, пишет ТАСС.

В отличие от традиционных накопителей, таких как флешки или жесткие диски, новая технология не требует источника питания и теоретически может сохранять данные на протяжении десятилетий или даже веков. Молекулы полимера служат своеобразными строительными блоками, в которые зашита текстовая информация. Каждое звено цепочки – это аналог одного символа из стандартной компьютерной кодировки, что позволяет записывать данные на молекулярном уровне.

Разработкой технологии занималась группа химиков под руководством Правина Пасупати из Университета штата Техас. Они использовали олигоуретановые полимеры, где каждая "четверка" звеньев из разных мономеров может представлять один символ. За счёт этого удалось создать систему, в которой можно закодировать любое текстовое сообщение длиной, ограниченной только размером полимерной цепи.

Принцип работы технологии напоминает ДНК, где информация закодирована последовательностями нуклеотидов. Однако вместо биологических компонентов используются синтетические полимеры, а в качестве сигнала для считывания применяются электрохимические отклики. Каждое мономерное звено обладает уникальными характеристиками, влияющими на напряжение при прохождении электрических импульсов. Это позволяет определять, какой символ закодирован в конкретной части полимера.

Для считывания информации используется специальный алгоритм, обрабатывающий изменения напряжения, которые фиксируются химическим анализатором. Эта система автоматически расшифровывает сигналы и переводит их в читаемый текст. На демонстрации метода ученые записали и успешно считали 11-символьный пароль. Весь процесс занял около 2,5 часов, но исследователи рассчитывают значительно ускорить его с помощью дальнейшей автоматизации и оптимизации считывающих алгоритмов.

Сравнивая с ДНК-хранилищами, такие полимеры обладают большей гибкостью в выборе структуры и свойств, что открывает новые перспективы для разработки устойчивых и компактных систем хранения данных. Кроме того, олигоуретаны — достаточно устойчивые соединения, что делает такую технологию потенциально пригодной для использования в агрессивной среде или при длительном хранении без обслуживания.

В перспективе молекулярные накопители могут быть встроены в предметы повседневного обихода, обеспечивая сохранность информации даже при отсутствии доступа к электричеству. Ученые считают, что однажды такие полимеры могут быть использованы для хранения архивных данных, безопасности или маркировки продукции.