可保存数千年！哈佛研究人员用染料存储数据

Amit Nagarkar等人开发了一种基于荧光染料的数据存储系统。

在数字时代，每一字节的数据都需要找到自己的稳定“归宿”。对于数据存储系统而言，存储寿命是最主要的问题之一，其寿命通常仅有20年。eurekalert.org网站当地时间10月13日报道，美国哈佛大学的化学家George Whitesides领导的团队正在尝试用一种创新的染料来解决存储系统的寿命问题。相关研究成果刊登在《美国化学会核心科学》杂志中。

在新存储方法中，研究人员使用了七种商用荧光染料的混合物保存数据文件。喷墨打印机滴下染料后，显微镜可以检测、读取每种染料发出的不同波长的光。最后，研究人员将分子中的二进制信息解码为文件、书籍、照片或者视频。

理论上讲，染料存储系统可以将数据保存数千年之久。相比之下，闪存、蓝光碟和计算机驱动器等存储介质最多只能存储40年信息（而且容易受到水灾和黑客威胁，能耗较高）。论文作者、博士后研究员Amit Nagarkar说：“染料存储系统为档案数据提供了廉价的存储方案。它只需要现有的商业喷墨打印机和荧光显微镜，就能完成数据的长期存储。”新方法对于存储受监管的信息（如财务和法律记录）以及关键信息（卫星数据）的长期存储尤其有效。因为它不会接入易被黑客攻击的互联网，生产成本相对较低，只能用特殊显微镜读取，并且完成记录后不再消耗能量。

染料存储系统的机理非常简单：染料分子被滴在环氧树脂表面后，会与其进行化学结合，进而锁定信息。为了转译不同染料中的信息，研究人员引入了美国信息交换标准代码。在存储完成后，只要用户知道染料的存放位置，就能用专用设备解码二进制信息。研究人员表示，在染料存储系统中，信息的读取准确率高达99.6%；在7.2毫米×7.2毫米的环氧树脂表面上，他们能够用染料记录1407542字节的数字信息。

此前，Whitesides团队曾尝试用多肽作为数字信息的存储器，但读写速度阻碍了其进一步发展。相比之下，染料存储系统具有出色的读写速度，写入和读取信息的平均速率分别为128比特/秒和469比特/秒。这创造了所有分子信息存储方法的最快读取速度记录。

研究人员认为，类似染料存储系统的数据存储方法，会在21世纪变得越来越重要。Nagarkar说：“随着人类社会向数字化社会转型，需要存储的数据将呈爆发式增长。新的数据存储系统在未来大有可为。”
 

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编译：雷鑫宇 审稿：西莫 责编：陈之涵

期刊来源：《美国化学会核心科学》

期刊编号：2374-7943

原文链接：https://www.eurekalert.org/news-releases/931513

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