Будут ли жесткие диски однажды использовать полимеры для хранения данных? Вот уже несколько лет исследователи сталкиваются с проблемой записи информации с помощью этих длинных молекул. Полимеры обладают огромным потенциалом, поскольку для небольшой записи 1 их составляющие мономеры требуют в 100 раз меньше места, чем современные жесткие диски.
Таким образом, их использование может значительно уменьшить размер компьютерных носителей информации. Тем не менее, исследователи столкнулись с препятствиями в их усилиях по эффективному считыванию данных о полимерах. Теперь команда ученых CNRS и Университета Экс-Марсель продемонстрировала, что масс-спектрометр может использоваться для считывания длинных последовательностей данных, записанных в молекулярном масштабе.
Это прорыв, потому что масс-спектрометры, популярные среди химиков, быстры и просты в использовании.Чтобы добиться этого, команда использовала синтетические молекулы, с которыми проще работать, чем с естественными молекулами, такими как ДНК.
Их структура оптимизирована для секвенирования с помощью масс-спектрометрии. Полимеры состоят из двух видов мономеров (с фосфатными группами) — соответствующих 0 и 1 соответственно.
После каждых восьми таких «битов» мономера был добавлен молекулярный сепаратор. Количество байтов, представленных полным полимером, равно количеству восьмибитовых групп.
Первым шагом в чтении закодированной информации является разделение полимера на молекулярные байты путем разделения его на участки разделителя; следующий — разорвать фосфатные связи для упорядочивания каждого байта.Команде химиков удалось синтезировать полимеры, которые могут хранить до восьми байт. Таким образом, они смогли записать слово «Последовательность» в коде ASCII, который присваивает уникальный байт каждой букве и знаку препинания.
Успешно расшифровав это слово с помощью масс-спектрометрии, они установили новый рекорд длины молекулы, которую можно прочитать с помощью этого метода. Хотя ручной анализ цифровых данных действительно занимает несколько часов, можно сократить время, необходимое до нескольких миллисекунд, за счет разработки программного обеспечения для выполнения этой задачи.
Связывая короткое время чтения с современными автоматизированными методами записи данных, эта работа открывает путь к синтетическому полимеру для хранения нескольких килобайт данных, примерно эквивалентных странице текста — точно так же, как на самых первых гибких дисках.