В новом подходе к хранению данных струйный принтер наносит смесь из флуоресцентных красителей в виде крошечных пятен на покрытую эпоксидной смолой поверхность. Пятна хранят информацию в двоичном коде, которую затем считывает флуоресцентный микроскоп.

Современные устройства для хранения данных — оптические или магнитные носители, флэш-память — обычно служат менее 20 лет и требуют значительных энергозатрат для обеспечения сохранности информации. Альтернативным носителем для долгосрочного хранения информации с высокой плотностью без энергозатрат могут быть различные молекулы — ДНК или полимеры. Однако эти подходы имеют высокую относительную стоимость и низкую скорость чтения и записи.

В новом исследовании, опубликованном в журнале ACS Central Science, американские химики описали новый метод на основе флуоресцентных красителей.

Исследователи выбрали семь коммерчески доступных флуоресцентных красителей, излучающих свет в разном диапазоне. Они использовали пятна красителей как биты для записи информации в кодировке ASCII, а наличие или отсутствие красителя в определенном месте означало «1» или «0» соответственно. Красители наносили на покрытую эпоксидной смолой поверхность при помощи струйного принтера, после чего они прочно связывались с покрытием амидной связью.

Чтобы проверить, как работает метод, ученые закодировали несколько страниц текста из «Экспериментальных исследований по электричеству» Майкла Фарадея. Затем использовали флуоресцентный микроскоп, чтобы прочитать спектры излучения молекул красителя в каждой точке и расшифровать сообщение. По словам авторов работы, информацию, записанную таким образом, можно прочитать по крайней мере 1000 раз без значительных потерь. Исследователи также закодировали и затем считали портрет Майкла Фарадея.

Майкл Фарадей, создатель учения об электромагнитном поле, после записи на флуоресцентный носитель и последующего считывания. / © American Chemical Society

В общей сложности исследователи записали, сохранили и прочитали около 400 килобит текста и изображений, восстановив более 99% информации. Средняя скорость записи составила 128 бит в секунду, а чтения — 469 бит в секунду, что превосходит все известные молекулярные методы хранения информации.