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:

Экраны влияют на детей неравномерно в разном возрасте 01.08.2026

Планшеты и смартфоны давно стали привычной частью повседневной жизни даже самых маленьких детей. Родители часто используют гаджеты, чтобы успокоить малыша или занять его на время, однако ученые все чаще задаются вопросом, как экранное время сказывается на развитии мозга и будущей способности к обучению. Новое исследование показывает, что значение имеет не только продолжительность просмотра, но и возраст, в котором ребенок проводит время перед экраном. Ученые наблюдали детей от рождения до 8 лет. Оказалось, что больше всего экраны влияют на мозг в два периода - в раннем младенческом возрасте и перед поступлением в школу. У детей, много времени проводивших перед экранами в эти возрастные точки, в 9 лет были несколько хуже успехи в обучении, а в 10,5 лет хуже работала рабочая память - способность удерживать и обрабатывать информацию здесь и сейчас. Исследователи из Франции и Сингапура проанализировали данные 502 детей и выделили два ключевых этапа. У младенцев мозг развивается очень ...>>

Умные жилеты, спасающие от жары 01.08.2026

Летняя жара в больших городах все чаще становится серьезным испытанием для людей, работающих на открытом воздухе. Мусорщики, строители и другие специалисты вынуждены проводить часы под палящим солнцем, рискуя перегревом. Китайские инженеры предложили практичное решение - специальные охлаждающие жилеты, которые помогают снизить ощущаемую температуру примерно на 10 градусов. Пока мир страдает от сильной жары, китайские инженеры разработали "умные" жилеты с климат-контролем. Жилеты с кондиционированием почти не отличаются от обычной рабочей одежды. Главное отличие - в системе охлаждения. В городе Нанкин в жилет вмонтированы два вентилятора, работающих от портативных аккумуляторов. Одного заряда хватает на 3-4 часа непрерывной работы. В Чанчжоу решили разместить в карманах охлаждающие элементы с материалом, который при нагревании переходит из твердого состояния в жидкое, активно поглощая тепло. Это поддерживает комфортную температуру в течение 2,5-4 часов. Такие жилеты выглядят почти ...>>

Летающие ветротурбины 3 МВт вышли в серию 31.07.2026

Традиционные ветряные электростанции зависят от силы и стабильности ветра у поверхности земли, где воздушные потоки часто бывают слабыми и порывистыми. На больших высотах ветер обычно сильнее и постояннее, поэтому инженеры уже давно рассматривают возможность подъема турбин в воздух. Китайская компания сделала важный шаг в этом направлении, перейдя от испытаний к мелкосерийному производству. Компания Beijing Linyi Yunchuan Energy Technology запустила мелкосерийное производство летающей ветротурбины S2000, а в провинции Чжэцзян возводят отдельный завод по производству материалов для оболочки аппарата. У компании уже есть предварительные договоренности с прибрежными городами и горными регионами, которые рассматривают возможность использования этой технологии для удовлетворения собственных энергетических потребностей. Прототип, который полгода назад только что поднялся в небо над Сычуанем, теперь превращается в целую отрасль. Идея S2000 проста: вместо того чтобы устанавливать ветряну ...>>

LG и Prime Video: студияная версия кинематографа 31.07.2026

Современные телевизоры предлагают множество режимов изображения, которые автоматически корректируют цвета, контраст и резкость. Однако создатели фильмов часто жалуются, что дополнительная обработка искажает их замысел. Новая функция, появившаяся на телевизорах LG, пытается решить эту проблему, передавая контроль над настройками непосредственно студии. LG и Prime Video запустили режим "Оригинал автора" - первую настройку изображения, которой управляет сама студия. Он доступен только на OLED evo 2026 модельного года. LG Electronics и Prime Video объявили о совместной инициативе, приуроченной к стриминговой премьере фильма "Властелины Вселенной". В рамках сотрудничества на телевизорах компании появились две новые функции - режим изображения "Оригинал автора" и голосовая команда для пульта Magic Remote. Ключевая новинка - режим "Оригинал автора", который в LG называют первым в области настройки изображения для стримингового контента. Его отличие от распространенного FILMMAKER MODE за ...>>

Астронавты на Марсе не смогут выжить даже в скафандрах 30.07.2026

Высадка людей на Марс остается одной из самых амбициозных целей космических агентств. Красная планета лишена пригодной для дыхания атмосферы и подвергается высокому уровню солнечной радиации, поэтому астронавты смогут находиться на ее поверхности только в специальных скафандрах. Однако новые исследования показывают, что даже самые современные космические костюмы могут оказаться непригодными для работы в условиях марсианской гравитации. По результатам испытаний стало ясно, что новые скафандры NASA не подходят для использования астронавтами на Красной планете. На Марсе отсутствует воздух, пригодный для дыхания, а также наблюдается высокий уровень солнечной радиации. Это лишь некоторые из многих факторов, которые усложнят нахождение людей на поверхности. Современные скафандры не рассчитаны на марсианскую гравитацию, составляющую примерно 38 процентов земной. Новейшее поколение костюмов просто слишком тяжелое для использования на Марсе, пишет Phys. Новая серия скафандров, которую раз ...>>

Случайная новость из Архива Нейронный компас в мозге 22.08.2019 Исследователи из Техасского университета в Остине и Массачусетского технологического института записали активность множества нейронов антеродорсального ядра в мозге мыши, пока сама мышь свободно бегала. Работу тех нейронов, которые реагировали на повороты головы, потом анализировали с помощью топологических методов. Несколько тысячи таких клеток образуют изогнутую кольцеобразную структуру. (Похожее кольцо раньше открыли в мозге дрозофилы.) Разнородные сведения, которые поступают в мозг извне, это кольцо преобразует в информацию о том, в каком направлении голова - поворот головы соответствует включению нейронов в том или другом сегменте кольца. Причем если какой-то нейрон ошибется, его исправят соседи, то есть активность нервных клеток притягивается к определенной траектории, как в математических аттракторах. Даже во сне, когда нейроны почти отключены от внешнего мира, "компас"-кольцо все равно работало - скорее всего, потому, что даже во сне голова все равно куда-то направлена, и компас это направление все равно чувствует. Правда, во сне форма и размеры кольца менялись - другое число клеток анализировало положение головы, и опирались на информацию иного рода, чем во время бодрствования. В данном случае важно не только то, что удалось обнаружить "компас", но и то, что исследователям впервые удалось увидеть нейронную систему, которая преобразует множество конкретных фактов в достаточно абстрактную информацию - как абстрактное направление головы получается из конкретных раздражителей, действующих на органы чувств. Возможно, что и другие когнитивные процессы, опирающиеся на обобщения, выполняются в похожих нейронных структурах, которые, впрочем, могут иметь самую разную форму.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026