Stockage des informations moléculaires : stockage des données sous forme de mélanges de colorants fluorescents

Stockage des informations moléculaires : stockage des données sous forme de mélanges de colorants fluorescents
Stockage des données sous forme de colorants fluorescents

Des mélanges de molécules de colorant fluorescent, placés en de minuscules points sur une surface époxy avec une imprimante à jet d’encre, encodent les données. Crédit : Société chimique américaine

Alors que les besoins mondiaux de stockage de données augmentent, de nouvelles stratégies de conservation des informations sur de longues périodes avec une consommation d’énergie réduite sont nécessaires. Maintenant, les chercheurs rapportant dans ACS Science centrale ont développé une approche de stockage de données basée sur des mélanges de colorants fluorescents, qui sont déposés sur une surface époxy en de minuscules points avec une imprimante à jet d’encre. Le mélange de colorants à chaque spot code une information binaire qui est lue avec un microscope à fluorescence. Regardez une vidéo ici :

Les dispositifs actuels de stockage de données, tels que les supports optiques, les supports magnétiques et la mémoire flash, durent généralement moins de 20 ans, et ils nécessitent une énergie substantielle pour conserver les informations stockées. Les scientifiques ont exploré en utilisant différentes molécules, telles que ADN ou d’autres polymères, pour stocker des informations à haute densité et sans alimentation, pendant des milliers d’années ou plus. Mais ces approches sont limitées par des facteurs tels que le coût relatif élevé et les vitesses de lecture/écriture lentes. George Whitesides, Amit Nagarkar et leurs collègues voulaient développer une stratégie moléculaire qui stocke les informations avec une haute densité, des vitesses de lecture/écriture rapides et un coût acceptable.

Les chercheurs ont choisi sept molécules de colorant fluorescent disponibles dans le commerce qui émettent de la lumière à différentes longueurs d’onde. Ils ont utilisé les colorants comme bits pour les caractères ACSII (American Standard Code for Information Interchange), où chaque bit est un « 0 » ou « 1 », selon qu’un colorant particulier est absent ou présent, respectivement. Une séquence de 0 et de 1 a été utilisée pour coder la première section d’un article de recherche fondateur de Michael Faraday, le célèbre scientifique.

L’équipe a utilisé une imprimante à jet d’encre pour placer les mélanges de colorants en de minuscules points sur une surface époxy, où ils sont devenus liés de manière covalente. Ensuite, ils ont utilisé un microscope à fluorescence pour lire les spectres d’émission de molécules de colorant à chaque tache et décoder le message. Les données fluorescentes ont pu être lues 1 000 fois sans perte significative d’intensité.

Les chercheurs ont également démontré la capacité de la technique à écrire et lire une image de Faraday. La stratégie a un taux de lecture de 469 bits/s, qui est le plus rapide rapporté pour n’importe quelle méthode de stockage d’informations moléculaires, selon les chercheurs.

Référence : « Stockage et lecture des informations dans les mélanges de molécules fluorescentes » 13 octobre 2021, ACS Science centrale.
DOI : 10.1021/acscentsci.1c00728

Les auteurs reconnaissent le financement de la Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA). Les chercheurs reconnaissent des participations au capital et un poste au conseil d’administration de Datacule, Inc.

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