В будущем огромные архивы могут записывать данные в цепочки полимеров, способные накапливать больше информации, чем даже молекулы ДНК.
С каждым годом человечество производит все больше данных. По недавним подсчетам, каждый день появляется более триллиона новых мегабайт, и все они нуждаются в памяти для хранения. Однако при таких темпах прироста возможности любых накопителей будут исчерпаны уже в обозримой перспективе. Поэтому разработчики не только совершенствуют существующие технологии хранения данных, но и ищут новые.
Одним из перспективных направлений этого поиска считается ДНК — биологический полимер, состоящий из чередующихся блоков-нуклеотидов, которые могут кодировать нужную информацию. Эти молекулы химически стабильны и позволяют накапливать огромные количества данных в крошечном физическом объеме. Теоретически одного грамма ДНК достаточно для записи порядка 200 петабайт, хотя технологии сохранения и считывания этой информации остаются слишком сложными и дорогими.
Но ДНК — далеко не единственная молекула, способная выступать в роли накопителя двоичных данных. В принципе, здесь может пригодиться любой другой полимер, состоящий из набора разных мономеров. Такую возможность продемонстрировали ученые из Техасского университета в Остине, статья которых опубликована в журнале Cell Reports Physical Science.
Вместо ДНК с ее четырьмя разными нуклеотидами они использовали синтетический пластик из 16 различных аминоспиртов — эти соединения применяют в химической промышленности, они доступны и недороги. Из таких мономеров получили короткие олигомерные цепочки, состоящие из 18 звеньев: каждый фрагмент соответствовал одной из букв английского алфавита.
Затем из олигомеров ученые синтезировали полимерную молекулу, которая кодировала целую цитату из романа Джейн Остин «Мэнсфилд-парк»: «Если не сбудется наше представление о счастье, человеческая натура такова, что тотчас же возникнет иное; если первый расчет окажется неверен, мы сделаем другой, получше; чем-нибудь да утешимся» (в переводе Раисы Облонской. — Прим. ред.).
Уже при первых попытках прочитать записанный в полимер текст удалось успешно восстановить более 98 процентов данных, а после некоторых усовершенствований были прочитаны все 158 олигомеров. Кроме того, авторы добавляют, что такой полимер при обычных условиях остается столь же стабильным, как ДНК, а благодаря большему разнообразию мономеров он позволяет накапливать данные с большей плотностью.
Автор: Сергей Васильев