新方法！熒光染料混合物可保存數(shù)據(jù)數(shù)千年

在數(shù)字時(shí)代，每個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)都需要到達(dá)指定位置，最好還能長(zhǎng)期保存。但后者在現(xiàn)階段仍是一個(gè)難題，因?yàn)閿?shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)保存時(shí)間通常不到20年。美國(guó)哈佛大學(xué)化學(xué)家正試圖通過(guò)一種類(lèi)似于微小墨水滴的創(chuàng)新來(lái)解決這個(gè)難題。在《美國(guó)化學(xué)會(huì)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(chǔ)方法，使用7種市售熒光染料的混合物來(lái)保存數(shù)據(jù)文件。

該染料由噴墨打印并用顯微鏡讀取，顯微鏡可以檢測(cè)每種染料發(fā)出的不同波長(zhǎng)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(shū)籍、照片、視頻或其他任何可以數(shù)字存儲(chǔ)的東西。理論上，這種新方法可將數(shù)據(jù)保存很長(zhǎng)時(shí)間——數(shù)千年或更久。

當(dāng)前的存儲(chǔ)設(shè)備，如閃存、藍(lán)光、磁存儲(chǔ)條和計(jì)算機(jī)驅(qū)動(dòng)器，信息存儲(chǔ)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(chǔ)過(guò)程的另一個(gè)缺點(diǎn)是它們會(huì)消耗能量，即使是云存儲(chǔ)，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(shí)驗(yàn)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(duì)長(zhǎng)期數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的訪問(wèn)。染料方法對(duì)于存儲(chǔ)受監(jiān)管信息(如財(cái)務(wù)和法律記錄)以及在長(zhǎng)期存儲(chǔ)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(duì)較低，而且沒(méi)有特殊的顯微鏡就無(wú)法讀取。一旦數(shù)據(jù)被記錄下來(lái)，該技術(shù)就不會(huì)消耗能量。

染料分子打印在環(huán)氧樹(shù)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(guó)信息交換標(biāo)準(zhǔn)代碼。他們想要存儲(chǔ)數(shù)據(jù)中的每個(gè)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(cè)染料分子，就可以解碼二進(jìn)制信息。研究人員報(bào)告說(shuō)，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(xiě)入1407542字節(jié)的數(shù)字信息。(記者張夢(mèng)然)

總編輯圈點(diǎn)

多年來(lái)，科學(xué)家們一直在探索使用不同的分子甚至合成DNA來(lái)存儲(chǔ)信息，包括GIF、文本和音樂(lè)，結(jié)果卻因這些技術(shù)的成本和讀寫(xiě)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(xiě)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(chǔ)方法中已知的最快讀取速度。毫無(wú)疑問(wèn)，像染料創(chuàng)新這樣的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方法，在21世紀(jì)將變得越來(lái)越重要。

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