披头士的未来音乐:滴，滴，滴

在数字时代，每一个字节的数据都需要传送到某个地方——最好是在那里停留很长时间。对于数据存储系统来说，最后一部分是一个主要问题，因为数据存储系统的寿命通常不到20年。哈佛大学的一组化学家正试图用一种类似于小墨水滴的创新方法来解决这个问题。

在ACS中央科学杂志的一篇新论文中，来自George Whitesides实验室的研究人员描述了一种新的存储方法，使用七种商用荧光染料的混合物来保存数据文件。这些染料由喷墨打印机滴下，然后用显微镜读取，显微镜可以检测每种染料发出的不同波长的光。然后，研究人员将分子中的二进制信息解码为文件、书籍、照片、视频或任何可以数字化存储的东西。

理论上，这些数据可以保存很长一段时间——几千年甚至更久。比起闪存、蓝光、磁条、计算机驱动器等存储最多40年信息的现有媒体设备，分子数据存储选择的时间较长，而且对尺寸有严格的限制，而且容易遭受水灾和黑客攻击。传统存储过程的另一个缺点是消耗能量。即使是云计算也有存储限制，需要巨大且昂贵的物理服务器，当然，也容易被攻破。

“这种方法可以以较低的成本提供档案数据存储的访问，”论文的联合主要作者阿米特·a·纳加卡尔(Amit a . Nagarkar)说。他作为怀特赛兹实验室的博士后研究员进行了这项研究。“[它]利用现有的商业技术——喷墨打印和荧光显微镜——提供了长期数据存储。”

这种染色方法对于存储受监管的信息(例如财务和法律记录)以及长期存储至关重要的情况(如卫星数据)尤其有用。这些染料不存在于可被黑客攻击的互联网上，生产成本相对低廉，而且没有特殊的显微镜就无法读取。一旦数据被记录下来，这种技术就不消耗能量。

染料分子被滴在环氧树脂表面，并与之进行化学结合，锁定信息。为了翻译不同染料中的信息，研究人员使用了美国信息交换标准代码。他们想要存储的数据中的每个数字、字母和像素都由一组1和0表示，这取决于特定染料是否存在。他们使用荧光显微镜来检测染料分子的存在与否。知道哪些染料在那里，他们就能解码二进制信息。研究人员报告说，这些信息可以以99.6%的准确率读取，在7.2 × 7.2毫米的表面上，他们可以用染料写1407542字节的数字信息。

哈佛大学(Harvard)已将这项技术授权给一家新的数字数据存储公司，将其开发成一种商业产品。这家公司由纳加尔卡、怀特塞兹、伍德福德·L.和安·a·弗拉斯大学(Woodford L. and Ann a . Flowers University)教授、前博士后迈克尔·芬克(Michael Fink)和阿莱克谢·腾(Alexei Ten)共同创立。该公司仍处于早期阶段，正在寻求与数据存储提供商合作的机会。

最近的这篇论文建立在怀特赛兹实验室早期研究的基础上，研究人员使用多肽来存储数字信息。

多年来，科学家们一直在探索使用不同的分子甚至合成DNA来存储信息，包括gif、文本和音乐，但这些技术的成本和读写速度慢等因素阻碍了他们的研究。由于其速度和成本，这种染色方法提供了一种诱人的选择。系统写入信息的平均速率为每秒128比特，读取信息的平均速率为每秒469比特。这被认为是所有分子信息存储方法中最快的读取速度。

作为演示，研究人员存储了迈克尔·法拉第(Michael Faraday)的一篇开创性论文，以及这位19世纪英国物理学家和化学家的JPEG图像。他们选择了法拉第因为他的电磁学和化学基础工作,为电力铺平了道路,成为有用的实用技术,并最终导致了现代信息时代,塞缪尔·根说,怀特赛兹教授的实验室的一个博士后,论文的合著者。

研究人员认为，像染料创新这样的数据存储方法在21世纪将变得越来越重要。纳加卡尔说:“在未来，随着我们的社会向数字社会过渡，我们将需要存储大量数据。”

这项工作得到了美国国防高级研究计划局的支持。

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