Lagring af data som blandinger af fluorescerende farvestoffer

Efterhånden som verdens behov for datalagring vokser, nye strategier til at bevare information over lange perioder med reduceret energiforbrug er nødvendige. Nu, forskere rapporterer i ACS Central Science har udviklet en tilgang til datalagring baseret på blandinger af fluorescerende farvestoffer, som deponeres på en epoxyoverflade i bittesmå pletter med en inkjetprinter. Blandingen af ​​farvestoffer på hvert sted koder for binær information, der læses med et fluorescerende mikroskop.

Nuværende enheder til datalagring, såsom optiske medier, magnetiske medier og flashhukommelse, varer typisk mindre end 20 år, og de kræver betydelig energi til at vedligeholde lagrede oplysninger. Forskere har undersøgt ved hjælp af forskellige molekyler, såsom DNA eller andre polymerer, at gemme information ved høj densitet og uden strøm, i tusinder af år eller længere. Men disse fremgangsmåder er begrænset af faktorer som høje relative omkostninger og langsomme læse-/skrivehastigheder. George Whitesides, Amit Nagarkar og kolleger ønskede at udvikle en molekylær strategi, der lagrer information med høj densitet, hurtig læse-/skrivehastighed og acceptabel pris.

Forskerne valgte syv kommercielt tilgængelige fluorescerende farvestofmolekyler, der udsender lys ved forskellige bølgelængder. De brugte farvestofferne som bits til American Standard Code for Information Interchange (ACSII) tegn, hvor hver bit er et "0" eller "1, "afhængigt af om et bestemt farvestof er fraværende eller til stede, henholdsvis. En sekvens på 0'er og 1'er blev brugt til at kode det første afsnit af et seminal forskningsartikel af Michael Faraday, den berømte videnskabsmand. Holdet brugte en inkjetprinter til at placere farvestofblandingerne på små pletter på en epoxyoverflade, hvor de blev kovalent bundet. Derefter, de brugte et fluorescensmikroskop til at aflæse emissionsspektre for farvestofmolekyler på hvert sted og afkode beskeden. De fluorescerende data kunne læses 1, 000 gange uden et betydeligt tab i intensitet. Forskerne demonstrerede også teknikkens evne til at skrive og læse et billede af Faraday. Strategien har en læsehastighed på 469 bits/s, som er den hurtigste rapporterede for enhver metode til opbevaring af molekylær information, siger forskerne.