德克萨斯大学奥斯汀分校的研究团队在分子数据存储领域取得重要突破,成功开发出一种基于合成聚合物的新型信息存储技术。这项发表在《化学》杂志上的研究成果,为克服传统电子存储设备的局限性提供了创新解决方案。
研究团队由电气工程师Praveen Pasupathy和化学家Eric Anslyn共同领导,他们开创性地将信息编码于合成聚合物中,并首次实现了通过电信号进行解码读取。Pasupathy教授表示:"分子存储的最大优势在于无需持续能量供应就能长期保存信息,我们的研究首次证明了用电信号读取聚合物编码信息的可行性。"
该技术的核心创新在于设计了一个包含四种不同电化学性质单体的分子字母表。Anslyn教授解释道:"我们精心挑选的四种单体可以组合出256种不同的字符编码,这为存储复杂信息提供了足够容量。"研究团队成功利用这一系统对11个字符的密码("Dh&@dR%P0W¢")进行了编码和完整解码。
解码过程采用了一种独特的电化学方法。当施加特定电压时,聚合物链会从末端开始逐步降解,每个单体降解时都会产生特征性的电信号。Pasupathy详细说明:"通过精确监测不同电压下的电信号变化,我们可以准确识别每个单体的身份及其在链中的位置,从而完整重建编码信息。"
目前这项技术还存在一些限制,如解码速度较慢(11个字符需要2.5小时)以及读取过程的不可逆性。但研究团队正在积极优化系统性能。Anslyn指出:"我们已经开始探索提高解码速度的方法,并研究如何将这项技术与现有电子设备集成。"
这项突破性研究为开发新一代数据存储系统奠定了基础。与传统电子存储相比,分子存储具有能耗低、寿命长、存储密度高等潜在优势。研究团队的下一个目标是将聚合物存储介质与集成电路直接连接,实现计算机芯片对分子信息的直接读取。
该技术未来有望应用于需要长期稳定存储的重要数据归档,如医疗记录、法律文档和历史档案等。同时,研究团队也在探索其在特殊环境下的应用潜力,如极端温度或辐射环境中的数据存储。
更多信息: 序列定义的含二茂铁低聚氨基甲酸酯的电化学测序,Chem (2025)。期刊信息: Chem













