De livros a disquetes e memória magnética, tecnologias para armazenar informações continuam a melhorar. Mesmo assim, ameaças simples como a água e complexas como ataques cibernéticos ainda podem corromper nossos registros.

Conforme a explosão de dados continua, mais e mais informações estão sendo armazenadas em cada vez menos espaço. Até mesmo a nuvem - cujo nome promete opaco, espaço infinito - acabará atingindo seu limite de armazenamento, não pode frustrar todos os hackers, e engole energia. Agora, uma nova forma de armazenar informações fora da Internet hackável, não usa energia uma vez escrito, e, de acordo com um dos pesquisadores que o desenvolveram, "poderia permitir que as informações fossem preservadas por milhões de anos."

"Pense em armazenar o conteúdo da Biblioteca Pública de Nova York com uma colher de chá de proteína, "disse Brian Cafferty, um pós-doutorado no laboratório de George Whitesides e autor de um artigo que descreve a nova técnica. O trabalho foi realizado em colaboração com Milan Mrksich e seu grupo na Northwestern University.

"Pelo menos nesta fase, não vemos este método competindo com os métodos existentes de armazenamento de dados, "Cafferty disse." Em vez disso, vemos isso como um complemento a essas tecnologias e, como objetivo inicial, bem adequado para armazenamento de dados de arquivamento de longo prazo. "

A ferramenta química de Cafferty pode não substituir a nuvem. Mas o sistema de arquivamento oferece uma alternativa atraente para ferramentas de armazenamento biológico, como DNA sintético, que os cientistas aprenderam recentemente a manipular para registrar qualquer informação, incluindo GIFs, tutoriais de culinária, texto, e música.

Mas, embora o DNA seja pequeno em comparação com os chips de computador, é grande no mundo molecular. E a síntese de DNA requer trabalho qualificado e frequentemente repetitivo. Se cada mensagem precisa ser projetada do zero, o armazenamento de macromoléculas pode ser um trabalho longo e caro.

“Propusemo-nos a explorar uma estratégia que não se apropria diretamente da biologia, "Cafferty disse." Em vez disso, confiamos em técnicas comuns em química orgânica e analítica, e desenvolveu uma abordagem que usa pequenos, moléculas de baixo peso molecular para codificar informações. "

Com apenas uma síntese, a equipe produziu moléculas pequenas o suficiente para codificar vários vídeos de uma vez, tornando a abordagem menos trabalhosa e mais barata do que uma baseada em DNA. Para suas moléculas de baixo peso, a equipe selecionou oligopeptídeos (dois ou mais peptídeos ligados entre si), que são comuns, estábulo, e menor que o DNA, RNA, ou proteínas.

Os oligopeptídeos variam em massa, dependendo de seu número e tipo de aminoácidos. Misturados, eles são distinguíveis um do outro, como letras na sopa de letrinhas.

Criar palavras a partir das letras é um pouco mais complicado:em um micropoço, como uma versão em miniatura de uma toupeira destrancada, mas com 384 orifícios - cada poço contém oligopeptídeos. Quando a tinta é absorvida em uma página, as misturas de oligopeptídeos são montadas em uma superfície de metal onde são armazenadas. Se a equipe quiser ler o que eles "escreveram, "eles olham para um dos poços através de um espectrômetro de massa, que classifica as moléculas por massa. Isso diz a eles quais oligopeptídeos estavam presentes ou ausentes:sua massa os denuncia.

Para traduzir a confusão de moléculas em letras e palavras, pesquisadores pegaram emprestado o código binário. Um M, por exemplo, usa quatro dos oito oligopeptídeos possíveis, cada um com uma massa diferente. Os quatro flutuando no poço recebem um 1, enquanto os quatro ausentes recebem um zero. O código binário molecular aponta para uma letra correspondente ou, se a informação é uma imagem, um pixel correspondente.

Com este método, uma mistura de oito oligopeptídeos pode armazenar um byte de informação; 32 pode armazenar quatro bytes; e assim por diante.

Até aqui, Cafferty e sua equipe "escreveram, "armazenado, e "ler" a famosa palestra do físico Richard Feynman "Há muito espaço no fundo, "uma foto de Claude Shannon (conhecido como o pai da teoria da informação), e a pintura em xilogravura de Hokusai "A Grande Onda de Kanagawa". Uma vez que se estima que o arquivo digital global atingirá 44 trilhões de gigabytes até 2020 (10 vezes seu tamanho em 2013), uma imagem de um tsunami parecia apropriada.

A equipe pode recuperar suas obras-primas armazenadas com precisão de 99,9 por cento. A média de escrita deles é de oito bits por segundo e sua leitura, 20. Como sua velocidade de escrita supera em muito a escrita com DNA sintético, nesta fase, a leitura pode ser mais rápida e mais barata com a macromolécula. Mas com tecnologia mais rápida, a velocidade da equipe provavelmente aumentará. Uma impressora jato de tinta, por exemplo, poderia gerar quedas a taxas de 1, 000 por segundo e empinar mais informações em áreas menores. E os espectrômetros de massa aprimorados poderiam receber ainda mais informações por vez.

A equipe também pode melhorar a estabilidade, custo, e capacidade de seu armazenamento molecular com diferentes classes de moléculas. Seus oligopeptídeos são feitos sob medida e, Portanto, mais caro. Mas os futuros construtores de bibliotecas podem comprar moléculas baratas, como alcanotióis, que poderia registrar 100, 000, 000 bits de informação por apenas um centavo. Ao contrário de outros sistemas de armazenamento de informações moleculares, que dependem de uma molécula específica, esta abordagem pode usar qualquer molécula maleável, desde que possa ser manipulada em bits distinguíveis.

Oligopeptídeos e escolhas semelhantes já são resilientes. "Os oligopeptídeos têm estabilidades de centenas ou milhares de anos em condições adequadas, "de acordo com o jornal. As moléculas resistentes podem durar sem luz ou oxigênio, em altas temperaturas e secas. E, ao contrário da nuvem, que os hackers podem acessar de sua poltrona favorita, o armazenamento molecular pode ser acessado apenas pessoalmente. Mesmo se um ladrão encontrar o estoque de dados, química é necessária para recuperar o código.

Esta história foi publicada como cortesia da Harvard Gazette, Jornal oficial da Universidade de Harvard. Para notícias adicionais da universidade, visite Harvard.edu.