Для хранения данных новым способом струйный принтер наносит смесь флуоресцентных красителей, формируя микроскопические точки на поверхности, покрытой эпоксидной смолой. Эта информация, закодированная в двоичном виде, впоследствии считывается с помощью флуоресцентного микроскопа.
Современные накопители данных, такие как оптические и магнитные носители, а также флэш-память, как правило, имеют срок службы не более 20 лет и потребляют значительное количество энергии для поддержания сохранности информации. В качестве альтернативы для долгосрочного хранения данных высокой плотности, не требующего энергоснабжения, рассматриваются различные молекулы, например, ДНК или полимеры. Однако, эти технологии характеризуются высокой стоимостью и низкой скоростью операций чтения и записи. В новом исследовании, опубликованном в журнале ACS Central Science, американские химики разработали новый подход, использующий флуоресцентные красители.
Для эксперимента были отобраны семь флуоресцентных красителей, доступных в продаже, каждый из которых излучает свет в определенном диапазоне. Ученые использовали эти красители в виде пятен для кодирования данных кодировке ASCII, наличие красителя в конкретной области интерпретировалось как «1», а его отсутствие – как «0». Красители наносились на поверхность, покрытую эпоксидной смолой, с использованием струйного принтера и затем прочно фиксировались на ней посредством образования амидных связей.
Для оценки эффективности метода ученые зашифровали фрагменты текста из «Экспериментальных исследований по электричеству», написанных Майклом Фарадеем. Для считывания закодированного сообщения исследователи использовали флуоресцентный микроскоп, который позволял наблюдать спектры излучения молекул красителя в каждой точке. Авторы исследования утверждают, что информацию, записанную таким способом, можно многократно воспроизводить – не менее 1000 раз – без существенного ухудшения качества. Кроме того, ученые зашифровали и успешно воссоздали портрет Майкла Фарадея.
В ходе исследования было зафиксировано, сохранено и обработано приблизительно 400 килобит текстовых и графических данных, что позволило восстановить более 99% информации. Скорость записи данных составила в среднем 128 бит в секунду, а скорость чтения – 469 бит в секунду, что значительно превышает показатели всех ранее известных молекулярных способов хранения данных.