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简·奥松本麻里奈斯汀的名言编码在聚合物中

化学 2021-10-08 00:02:13

按单元格出版社 简·奥斯汀的《曼斯菲尔德庄园》中的一句话是用聚氨酯泡沫塑料写的

信用:莎拉摩尔 奥斯汀得克萨斯大学的研究人员使用一种新的分子数据存储技术,将简·奥斯汀的经典小说《曼斯菲尔德庄园》中的一段引文编码成一系列寡聚体,第三方可以在事先不知道编码这段文字的结构的情况下进行阅读

这项发现发表在4月21日的《细胞报告物理科学》杂志上,说明了一种编码数据的方法,这种方法比基于脱氧核糖核酸的方法允许更大的信息密度,并且依赖于氨基甲酸乙酯状塑料——高度可获得和结构可修改的化学原料——而不是核酸

“这项工作是朝着使用合成序列定义的聚合物进行信息存储的长期目标迈出的又一步,”该研究的作者、德克萨斯大学奥斯汀分校的化学教授埃里克·安斯林说

“它奠定了基础,并有望激发进一步的工作,实现分子有效存储信息的实际应用

" 随着社会生产出大量的数据,科学家们一直在寻找密集、持久、经济的方法来存储信息

分子方法提供了一个特别有吸引力的解决方案,因为它们可以以比领先的硅基技术高得多的密度保留信息

“理论上,任何种类的信息都可以用聚合物编码,”安斯林说

“实际上,我们已经看到了储存在分子中的书籍和图片以及其他许多东西

" 然而,尽管聚合物具有巨大的信息存储潜力,但像塑料这样的聚合物缺乏足够廉价、高效和大规模的可再现的方法来“写”和“读”信息

为了克服这些挑战,德克萨斯大学的研究人员塞缪尔·达尔豪泽和他的同事们使用一种新技术将曼斯菲尔德公园的一段精选片段编码成一系列寡氨基甲酸乙酯

文章写道:“如果一个幸福计划失败了,人性就会转向另一个;如果第一个计算是错误的,我们会做第二个更好的:我们在某个地方找到安慰

" “选择这段特别的文字是因为我们觉得在这个艰难的时期它是令人振奋的,没有书中的上下文,它很容易理解,”达尔豪泽说

首先,研究人员使用一种算法将文本压缩成一个位串(二进制数字的序列),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,使计算机能够组织大的二进制数字串

接下来,158个字符的十六进制字符串被合成为18个低聚氨基甲酸酯,每个长度为10个单体

为了解码新编码的信息,研究人员逆向工作

他们用自焚的方法对寡聚体进行测序,在自焚过程中,化合物通过一连串的反应自发地分裂成单体,并将测序数据输入解码软件,该软件将分子分配给相应的十六进制字符

最终,研究小组成功地完全准确地再现了完整的段落

为了进一步验证这项技术,研究人员让一名与该项目无关的同事按照一套说明“阅读”编码材料

参与者在他的第一次尝试中正确地破译了除两个字符之外的所有字符,当给定一组稍微修改的指令时,在他的第二次尝试中正确地破译了所有的单体

“我们未来的工作将解决读写中的错误率,以及低聚氨基甲酸乙酯作为信息存储介质的局限性,”安斯林说

“同样,我们希望利用这里介绍的快速表征技术来探索它们在自组装、组合化学和催化中的应用

"

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