哈佛研究人員嘗試用螢光染料混合物編碼儲存資訊
借助螢光燃料混合物,哈佛研究人員正在研究一種存儲數位資訊的多彩方式。 其相信,這些霓虹的液體可以取代我們用來長期保存珍貴數據的磁帶。 舉個例子,許多人都可能在家中某個角落放置了一堆音樂磁帶 / VHS 錄像帶。 儘管磁記錄的保存期限較長,但它們會佔用大量物理空間、帶來安全隱患、消耗大量能源、且只能使用大約 20 年。
(圖自:ACS)
在周三發表的一篇文章中,研究一作、哈佛大學化學系教授 George Whitesides 詳細解釋了”如何在螢光分子混合物中存儲和讀取資訊”。
他表示,將資訊存儲在設備上所消耗的能源,正在變得越來越高。 正因如此,其帶領的研究團隊決定另闢蹊徑,以找到實現簡單資訊存儲、最大限度地減少維持所需的能量、且無需大量新資訊的好方法。
一番權衡之後,研究團隊將目光瞄向了螢光物這種相對實惠的市售材料。 因為一旦你寫下了資訊或圖片,後續幾乎不用再擔心能量的維持問題。
Shining Light on a New Fluorescent Data Storage Technique(via)
作為原理證明,Whitesides 團隊利用他們的霓虹染料混合物,編碼了邁克爾·法拉第(Michael Faraday)撰寫的標誌性研究論文。
研究人員選擇了七種從商店購買的螢光分子,創造了代表計算機語言或比特序列的各種混合物,然後使用噴墨印表機,將混合物永久性地點印在載玻片的很小一部分上。
最終,他們將14075位元組的數據(112600比特),壓縮到了僅2英寸(52 m㎡)左右的區域。 若使用磁帶存儲,同等容量的信息將佔據約 2.34 英寸(59 mm)的磁帶。
螢光染料代表的二進位編碼
儘管差異看似不大,但新方案還能夠通過適當的複合,騰出大量的存儲設施空間。 作為檢驗,研究人員使用螢光顯微鏡讀取了他們之前列印的資訊。
事實證明,法拉第的論文被完美編碼,即使讀取超過 1000 次,數據也不會有明顯的信息損失。 此外由於數據永久融合在表面上,因而它將很難被破解。
展望未來,研究人員也認為它將無需擔負高昂的維護成本。 Whitessides 表示,我們可用螢光染料來處理患者的醫療數據,或者記錄嬰兒照片等各種應用。
至於螢光編碼的演算法設計,則是讓七種液體都包含了不同的分子。 其能夠發出與其顏色對應的波長,然後通過螢光顯微鏡快速讀取。