科技日報記者 張夢然
在數字時代，每個字節的數據都需要到達指定位置，最好還能長期保存。但后者在現階段仍是一個難題，因為數據存儲系統保存時間通常不到20年。美國哈佛大學化學家正試圖通過一種類似于微小墨水滴的創新來解決這個難題。在《美國化學會中心科學》近日發表的論文中，研究人員描述了一種新的存儲方法，使用7種市售熒光染料的混合物來保存數據文件。
阿米特·納加卡幫助開發了一個使用熒光染料的數據存儲系統。圖片來源：Kris Snibbe/Harvard Staff
該染料由噴墨打印并用顯微鏡讀取，顯微鏡可以檢測每種染料發出的不同波長的光。然后，研究人員將分子中的二進制信息解碼成文件、書籍、照片、視頻或其他任何可以數字存儲的東西。理論上，這種新方法可將數據保存很長時間——數千年或更久。
當前的存儲設備，如閃存、藍光、磁存儲條和計算機驅動器，信息存儲年份有限制，還有嚴格的大小限制，并且容易受到潮濕損壞和黑客攻擊。傳統存儲過程的另一個缺點是它們會消耗能量，即使是云存儲，也需要龐大而昂貴的物理服務器，且容易被破壞。
哈佛大學喬治·懷特塞茲實驗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有商業技術，可以低成本提供對長期數據存儲的訪問。染料方法對于存儲受監管信息（如財務和法律記錄）以及在長期存儲至關重要信息的情況下（如衛星數據）尤其有用。染料存在于互聯網之外，生產成本相對較低，而且沒有特殊的顯微鏡就無法讀取。一旦數據被記錄下來，該技術就不會消耗能量。
染料分子打印在環氧樹脂表面，它們化學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信息交換標準代碼。他們想要存儲數據中的每個數字、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染料分子，就可以解碼二進制信息。研究人員報告說，信息的讀取準確率為99.6%，在7.2×7.2平方毫米的表面上，能夠用染料寫入1407542字節的數字信息。
總編輯圈點：
多年來，科學家們一直在探索使用不同的分子甚至合成DNA來存儲信息，包括GIF、文本和音樂，結果卻因這些技術的成本和讀寫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。這一系統以每秒128位的平均速率寫入信息，再以469位的速率讀取信息——這被認為是所有分子信息存儲方法中已知的最快讀取速度。毫無疑問，像染料創新這樣的數據存儲方法，在21世紀將變得越來越重要。
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