Хранение информации в пластике

09.06.2025

Технологии хранения информации сталкиваются с все большими требованиями по плотности, долговечности и энергоэффективности. На фоне поиска новых решений особенно интересной выглядит работа исследователей из Техасского университета в Остине, которым удалось разработать принципиально новый подход: запись данных внутри синтетических полимеров. Эта разработка вдохновлена природным механизмом - структурой ДНК, в которой генетическая информация передается посредством уникальных комбинаций нуклеотидов.

Основное преимущество ДНК как носителя данных - ее исключительная плотность и устойчивость ко времени: она способна хранить огромные массивы информации в течение тысячелетий. Однако на практике такие технологии пока ограничены своей дороговизной и требованием к сложному лабораторному оборудованию, включая лазеры и масс-спектрометры. Чтобы обойти эти ограничения, команда инженеров предложила использовать более доступный и технологически совместимый материал - пластик.

Идея команды заключалась в создании четырех различных типов мономеров из полимеров - строительных блоков, обладающих разными электрохимическими свойствами. С их помощью ученые собрали искусственную молекулярную цепь, которая, как и цепь ДНК, способна хранить данные в закодированном виде. Эти мономеры составляют уникальный "алфавит" из 256 символов, позволяющий закодировать сложную информацию. В эксперименте, к примеру, был записан пароль из 11 знаков: "Dh&@dR%P0W?".

Важной особенностью новой технологии стало то, что расшифровка данных производится не с помощью оптических или спектроскопических методов, а через регистрацию электрических сигналов. Один из авторов исследования, инженер Правин Пасупати, пояснил, что процесс основан на поэтапном разрушении мономеров при подаче различных напряжений. Каждое напряжение соответствует определенному типу мономера, что позволяет точно определить последовательность и, в конечном счете, восстановить закодированный текст.

Несмотря на очевидную перспективность, технология пока не лишена недостатков. Прежде всего, чтение информации возможно лишь один раз: при расшифровке цепь необратимо разрушается. Кроме того, декодирование пароля из 11 символов заняло 2,5 часа. Однако ученые уверены, что в будущем можно будет подключить полимерные структуры напрямую к микросхемам, что значительно ускорит процесс и откроет путь к интеграции таких систем с компьютерами.

Особый интерес вызывает долговечность и миниатюрность таких носителей. Как и в случае с ДНК, полимерные молекулы потенциально способны хранить колоссальные объемы информации в чрезвычайно малом объеме, оставаясь стабильными в течение десятилетий и даже столетий. Это ставит их в выгодное положение по сравнению с привычными жесткими дисками и флеш-накопителями, срок службы которых ограничен, а работа зависит от постоянного источника питания.

Подход, предложенный учеными из Остина, может в будущем радикально изменить представление о том, как и где хранится информация. Если удастся преодолеть текущие технические ограничения, то хранение данных в пластиковых молекулах вполне может стать частью реальной вычислительной инфраструктуры.

<< Назад: Разработан революционный квантовый суперметалл 10.06.2025

>> Вперед: AR-очки TCL RayNeo Air 3s 09.06.2025

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Ферроэлектрики научились выдерживать более 10 миллиардов циклов перезаписи 11.10.2026

Энергонезависимая память должна не только быстро записывать и сохранять информацию без постоянного питания, но и выдерживать огромное количество циклов перезаписи. Одним из перспективных вариантов такой технологии считаются ферроэлектрические материалы, однако их практическое применение долгое время ограничивалось сравнительно быстрым разрушением. Исследователям удалось установить механизм этого процесса на атомном уровне и предложить способ, который значительно увеличивает срок службы таких материалов. Работу выполнила группа ученых из Университета электронной науки и техники Сианя (Xidian University) совместно с коллегами из Гонконгского университета и Фуданского университета. Особый интерес специалистов вызвали ферроэлектрики со структурой вюрцита, в частности нитрид алюминия-скандия (AlScN). Эти материалы способны сохранять информацию благодаря изменению направления электрической поляризации на атомном уровне и хорошо совместимы с современными технологиями производства микросхем ...>>

Электромобиль VENTRA с системой очистки воздуха 11.10.2026

Даже автомобили без двигателя внутреннего сгорания не являются полностью безвредными для окружающей среды. При движении любой автомобиль изнашивает шины и тормозные элементы, в результате чего в воздух и на дорожное покрытие попадают мельчайшие частицы. Студенты Эйндховенского технологического университета решили обратить внимание именно на этот мало заметный источник загрязнения и создали концептуальный электромобиль VENTRA, способный собирать часть таких загрязняющих веществ непосредственно во время движения. Проект разработала команда TU/ecomotive, которая оснастила VENTRA специальной системой улавливания частиц, образующихся при износе шин и торможении. Авторы концепта считают, что переход на электрическую тягу сам по себе не решает проблему автомобильных выбросов. Более тяжелые электромобили дополнительно нагружают шины, а их электродвигатели способны обеспечивать очень быстрое ускорение, что также может способствовать повышенному износу резины. Собранные около колес частицы си ...>>

Лазерное переключение магнитов 10.10.2026

Технологии хранения данных постоянно стремятся уменьшить размеры элементов памяти и одновременно увеличить скорость записи информации. Один из возможных путей связан с использованием света, который способен переносить энергию с огромной скоростью и воздействовать на очень небольшие области материала. Инженеры Университета Калифорнии в Сан-Диего (UC San Diego) продемонстрировали необычный способ управления магнитным состоянием вещества, при котором внешнее магнитное поле вообще не требуется. В обычных жестких дисках информация записывается в виде последовательности крошечных магнитных областей, соответствующих значениям 1 и 0. Для изменения их состояния обычно необходимо внешнее магнитное поле, однако такой способ требует значительных энергетических затрат и ограничивает скорость записи. Исследователи UC San Diego предложили альтернативу - так называемое оптическое переключение, при котором магнитное состояние изменяется под воздействием лазерного излучения. По оценкам специалистов, ...>>

Наушники Neurable One с мониторингом концентрации и усталости мозга 10.10.2026

Современные наушники постепенно превращаются из обычного аудиоустройства в персональный электронный помощник. Они уже умеют подавлять окружающий шум, анализировать качество звука и отслеживать некоторые параметры физического состояния человека. Американская компания Neurable пошла еще дальше и предложила использовать наушники для оценки активности мозга, чтобы определить, насколько человек сосредоточен, испытывает умственное напряжение или начинает уставать. Новая модель получила название Neurable One и оснащена 12 датчиками, способными регистрировать электрическую активность мозга. В основе технологии лежит электроэнцефалография, или EEG, применяемая для фиксации электрических сигналов, возникающих при работе нервной системы. Датчики размещены во внутренних накладках наушников и начинают получать информацию сразу после того, как пользователь надевает устройство. Затем специальное приложение анализирует полученные данные и оценивает текущее состояние человека. Разработчики предус ...>>

Климатический кризис меняет питание детей и влияет на их здоровье 09.10.2026

Когда говорят о влиянии климатических изменений на здоровье человека, чаще всего вспоминают экстремальную жару, наводнения, засухи или лесные пожары. Однако последствия глобального потепления могут проявляться гораздо менее заметно. Один из таких механизмов связан с продовольствием: изменения климата способны влиять на урожайность, стоимость продуктов и их доступность, а через это - на качество питания детей. Особое значение эта проблема приобретает в первые годы жизни. Дети в возрасте до пяти лет особенно чувствительны к недостатку необходимых питательных веществ, поскольку именно в этот период питание и окружающая среда тесно связаны с ростом организма, развитием и формированием иммунной системы. Если полноценная пища становится менее доступной, последствия могут проявляться не сразу, но отражаться на здоровье ребенка в дальнейшем. Бразильские исследователи попытались определить, где подобные проблемы могут пересекаться с климатическими факторами. Для этого специалисты разработ ...>>

Случайная новость из Архива Сверхпроводящий электродвигатель Toshiba 04.07.2022 Корпорация Toshiba ESS применила весь свой опыт в сфере ядерных и тепловых технологий и разработала прототип легкого и мощного сверхпроводящего электродвигателя для "мобильных применений". Новый электродвигатель весит в десять раз меньше двигателей на ископаемом топливе сопоставимой мощности. Подобное сочетание характеристик оценят в авиации и в новой сфере аэротакси с вертикальными взлетом и посадкой. Прототип сверхпроводящего электродвигателя Toshiba размерами 50 х 70 см (без учета вала) имеет мощность 2 МВт. Коммерческое производство подобных двигателей компания намерена начать в конце текущего десятилетия. Сверхпроводящий двигатель был разработан группой инженеров и экспертов в подразделении Keihin Operations компании Toshiba ESS, которое имеет опыт разработки и производства генераторов и сверхпроводящих продуктов для атомной и тепловой энергетики. Электрическая двигательная установка с помощью эффекта сверхпроводимости (вероятно, речь идет о высокотемпературной сверхпроводимости) позволит сэкономить заряд батарей в полете благодаря более высокому КПД и снижению потерь на сопротивление току. По оценкам специалистов, сверхпроводящие электродвигатели в авиации могут экономить до 30 % топлива по сравнению с традиционными техническими решениями.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026