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美国得克萨斯大学奥斯汀分校研究团队开发了一种新的信息编码和解码方法,通过合成聚合物分子实现数据存储。这项研究标志着向基于聚合物的便携式集成数据存储技术迈出了重要一步,有望解决传统存储设备成本高、能耗大等问题。

  美国得克萨斯大学奥斯汀分校研究团队在《化学》期刊上发表了一项创新研究:他们开发了一种新的信息编码和解码方法,通过合成聚合物分子实现了数据存储,并成功应用这种方法对信息进行了编码和解码。这是数据存储领域的一次革新,首次尝试将信息写入塑料的基本单元,利用电信号读取这些信息,使得日常材料成为数据存储的新载体。

  传统硬盘和闪存设备维护成本高、能耗大且使用寿命有限,难以满足长期数据存档的需求。相比之下,分子存储技术,尤其是基于DNA或合成聚合物的信息存储方式,虽然前景广阔,但其解码过程往往依赖昂贵的仪器,如质谱仪,限制了其广泛应用。

  针对这些问题,研究人员创新性地设计了一种包含电化学信息的分子系统。该系统利用电信号解码信息,有望推动存储设备向更小、更经济的方向发展。

  研究团队精心构建了一个由4种不同单体组成的“字符字母表”,每种单体都具备独特的电化学性质。通过这4种单体的不同组合,总共能表示256个不同的字符。为验证这一方法的有效性,研究人员利用这个分子字母表合成了一个包含11个字符密码的链状聚合物,并采用基于分子电化学特性的方法成功进行了解码。

  在解码过程中,研究人员巧妙利用了链状聚合物能够逐个分解的特性。由于每个单体都拥有独特的电化学信号,因此在逐步降解过程中,产生的电信号可准确解读单体的顺序。尽管目前解码速度相对较慢,11个字符需耗时约2.5小时,但研究人员正积极寻求改进,以加速解码过程。

  这项研究标志着基于聚合物的便携式集成数据存储技术取得了重大突破。未来的研究方向将聚焦于如何将聚合物与电子电路高效连接,以实现计算机直接读取信息。尽管仍面临诸多挑战,如测序的破坏性和耗时性问题,但这一进展无疑为未来的数据存储解决方案开辟了全新路径。

(文章来源:科技日报)