信息可以被編碼成各種模式，無論是莫爾斯電碼的長短蜂鳴聲、盲文的凸起，還是計算機的1和0。現在，研究人員已經展示了將信息編碼到人造分子中的概念證明，這可以實現全新的可編程材料或新型計算機。關鍵成分是被稱為金屬-有機框架（MOFs）的材料，這些類似網狀的結構由與有機配體相連的金屬離子簇組成，它們經常被用作實驗性的”海綿”，用於清除空氣和水中的污染物。

在新的研究中，加州大學伯克利分校和魯爾大學波鴻分校（RUB）的研究人員著手使它們可編程。大多數MOFs一次只用一種金屬製成，而新的想法是將不同的金屬離子以特定的模式和組合排列以編碼信息，這些信息有可能被專門設計的設備讀寫，這也是計算機以1和0為單位讀寫信息的基本原理。

在這種情況下，該團隊使用了一種名為MOF-74的特殊材料，這種材料以氧化棒排列，連接成蜂窩狀晶格。研究人員用鈷、鎘、鉛和錳等金屬離子作為數據的”比特”，並使用一種名為原子探針斷層掃描（APT）的成像技術將信息讀取回來。

團隊成功地表明，這項技術在原理上是可行的。經過進一步的調整，這種方法可以用來製造一系列可編程的分子和材料，依次執行多種動作。例如，該團隊表示，MOF可以以不同的速度將藥物引入體內，並在不再需要時將其分解。有朝一日，它們還可以從空氣中捕獲二氧化碳，然後將其轉化為有用的化學物質。

這項研究發表在《科學》雜誌上。