德媒:分子存储器研究取得新突破
据德国新闻电视频道网站5月16日报道,众所周知,脱氧核糖核酸(DNA)等长链分子无需能源即可储存大量数据,但是提取这些分子数据成本高昂且费时。得克萨斯大学的一个研究团队找到了一个替代方案:塑料。他们成功地在塑料分子中编码了一个11位密码,随后解码,从而解锁了一台计算机。相关结果已发表在专业期刊《化学》上。
“分子可以在无需能量的条件下长期存储信息。”该论文的共同作者普拉文·帕苏帕蒂在得克萨斯大学的新闻通报中表示。这是首次尝试将信息写入塑料的分子构件中,并通过电信号再次读取。“这让我们向日常材料存储信息的目标迈进了一步。”帕苏帕蒂补充道。
研究人员指出,这种分子存储器具有不少优势:传统存储设备如硬盘和闪存盘存在维护成本高、能耗大和使用寿命短等缺陷,不适合长期数据存档。塑料分子则可能成为替代方案。
早期研究已经表明,DNA和合成聚合物可被设计用于高效存储信息。然而,解码这些分子通常需要昂贵的设备,如质谱仪。论文第一作者埃里克·安斯林表示,塑料分子中的信息可通过相对更小且更经济的设备读取。
为进行编码,研究团队首先设定了一个由4种电化学特性各异的单体(即分子构件)组成的字母表。每个字符由这4种单体的不同组合构成,由此可生成256种可能的字符。为了测试这一方法,他们用该分子字母表将一个11位密码存储在一个聚合物链状分子中。
解码信息时,该聚合物从一端的单体开始被逐步拆解。由于每个单体都呈现出独特的电化学特性,这种逐步解构就能揭示存储信息:本例中即密码。该方法的缺陷在于:每条分子信息只能读取一次,因为聚合物在解码过程中会被分解。
然而,目前急需获取密码的用户仍须耐心等待:解码11位密码大约需要2.5小时。不过,研究团队正在探究加速该过程的方法。安斯林表示,这种方法是“通向开发基于聚合物的便捷式集成数据存储技术这一最终目标迈出的第一步”。(编译/焦宇)