利用一种新型的分子数据存储技术，得克萨斯大学奥斯汀分校研究人员将简·奥斯汀经典小说《曼斯菲尔德庄园》中的一句话编码到了一系列低聚物中，第三方可以在不知道这些结构的情况下将其读出来。这项研究4月21日发表在CellPress细胞出版社旗下期刊CellReportsPhysicalScience上。研究人员展示了一种编码数据的方法，这种方法比基于DNA的方法具有更大的信息密度，它依赖于类似聚氨酯的塑料（易获取且结构可改变的化学原料）代替核酸。“这项工作向使用合成序列定义的聚合物存储信息的目标又迈进了一步。”论文作者之一、得克萨斯大学奥斯汀分校化学教授EricAnslyn说，“它有望激发人们进一步研究如何将分子用于有效地存储信息。”随着社会大量产生数据，科学家在不断寻找密集、持久和经济有效的信息存储方法。分子方法提供了一个特别吸引人的解决方案，因为相比先进的硅基技术，它们能以更高的密度保留信息。“理论上，任何一种信息都可以在聚合物中被编码。”Anslyn说。“在实践中，我们已经看到书籍和图片，以及其他许多东西，都被储存在分子中。”然而，尽管塑料等聚合物具有巨大的信息存储潜力，但它们还缺乏足够廉价、高效和大规模可复制的方法来“书写”和“阅读”信息。为了克服这些挑战，得克萨斯大学奥斯汀分校的SamuelDahlhauser和同事们用一种新技术将《曼斯菲尔德庄园》中的选段编码成一系列氨基甲酸酯低聚物。该选段是“如果一种幸福方案失败了，人性就会转向另一种；如果第一个计算错了，我们会让第二个计算更好：我们会在某个地方找到安慰。”Dahlhauser说：“选择这一段是因为我们觉得它能令人振奋，而且它很容易理解，不需要上下文。”首先，研究人员使用一种算法将文本压缩成位串（二进制数字序列），然后将其转换成十六进制数字系统——该系统由16个符号组成，以便计算机能够组织大型二进制数字串。接下来，个字符的十六进制字符串被合成为18个氨基甲酸酯低聚物，每个有10个单体长。为了解码这些新编码的信息，研究人员还要往回追溯。他们利用自焚法对低聚物进行了测序，即化合物通过级联反应自发地分裂成单体，并将测序数据输入解码软件，该软件将分子分配为相应的十六进制字符。最终，研究小组准确重现了完整选段。为了进一步验证该技术，研究人员让一位与项目无关的同事按照一系列指令“阅读”编码材料。参与者在第一次尝试时，除了两个单词外，正确破译其他单词。当给他稍微修改的指令集时，第二次尝试就正确地破译了所有单词。“我们未来将解决读写错误率，以及氨基甲酸酯低聚物作为信息存储介质的局限性问题。”Anslyn说，“同样，我们会探索该快速表征技术在自组装、组合化学和催化方面的应用。”ThisworkwassupportedbytheArmyResearchOffice,theHowardHughesMedicalInstitute,andtheWelchReagentsChair.原文链接：DOI:
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