SuaraSekitar Terkini Kumpulan Berita dan Informasi dari berbagai sumber yang terpercaya
Peneliti Harvard telah mengembangkan pendekatan penyimpanan data berdasarkan campuran pewarna fluoresen yang dicetak ke permukaan epoksi di titik-titik kecil. Campuran pewarna di setiap titik mengkodekan informasi yang kemudian dibaca dengan mikroskop fluoresen.
Disk optik, flash drive, dan hard disk drive magnetik hanya dapat menyimpan informasi digital selama beberapa dekade, dan cenderung membutuhkan banyak energi untuk pemeliharaannya, membuat metode ini kurang ideal untuk data jangka panjang penyimpanan. Jadi para peneliti telah mencari untuk menggunakan molekul sebagai alternatif, terutama dalam penyimpanan data DNA. Namun, metode tersebut memiliki tantangannya sendiri, termasuk biaya sintesis yang tinggi dan kecepatan baca dan tulis yang lambat.
Sekarang, para ilmuwan Universitas Harvard telah menemukan cara menggunakan pewarna fluoresen sebagai bit untuk sarana penyimpanan data yang lebih murah dan lebih cepat, menurut makalah baru yang diterbitkan dalam jurnal ACS Central Science. Para peneliti menguji metode mereka dengan menyimpan salah satu makalah fisikawan abad ke-19 Michael Faraday tentang elektromagnetisme dan kimia, serta gambar JPEG Faraday.
“Metode ini dapat menyediakan akses ke penyimpanan data arsip dengan biaya rendah,” kata rekan penulis Amit A. Nagarkar, yang melakukan penelitian sebagai rekan pascadoktoral di lab Harvard George Whitesides. “ menyediakan akses ke penyimpanan data jangka panjang menggunakan teknologi komersial yang ada—pencetakan inkjet dan mikroskop fluoresensi.” Nagarkar sekarang bekerja untuk perusahaan rintisan yang ingin mengkomersialkan metode ini.
Memperbesar / Amit Nagarkar membantu mengembangkan sistem penyimpanan data yang menggunakan pewarna fluoresen saat menjadi postdoc di lab George Whitesides di Universitas Harvard.
Kris Snibbe/Staf Harvard
Ada alasan bagus untuk semua minat menggunakan DNA untuk data penyimpanan. Seperti yang telah kami laporkan sebelumnya, DNA memiliki empat bahan penyusun kimia—adenin (A), timin (T), guanin (G), dan sitosin (C)—yang merupakan jenis kode. Informasi dapat disimpan dalam DNA dengan mengubah data dari kode biner ke kode basis-4 dan menetapkannya sebagai salah satu dari empat huruf. DNA memiliki kepadatan data yang jauh lebih tinggi daripada sistem penyimpanan konvensional. Satu gram dapat mewakili hampir 1 miliar terabyte (1 zettabyte) data. Dan ini adalah media yang kuat: data yang disimpan dapat disimpan untuk jangka waktu yang lama—puluhan, atau bahkan berabad-abad.
Penyimpanan data DNA telah berkembang pesat dalam beberapa tahun terakhir, memimpin untuk beberapa tikungan inventif pada metode dasar. Misalnya, dua tahun lalu, ilmuwan Stanford berhasil membuat versi cetak 3D dari kelinci Stanford—model uji umum dalam grafik komputer 3D—yang menyimpan instruksi pencetakan untuk mereproduksi kelinci. Kelinci ini menyimpan sekitar 100 kilobyte data, berkat penambahan manik-manik nano yang mengandung DNA ke dalam plastik yang digunakan untuk mencetaknya secara 3D.
Tetapi menggunakan DNA juga menghadirkan tantangan yang luar biasa. Misalnya, menyimpan dan mengambil data dari DNA biasanya membutuhkan banyak waktu, mengingat semua urutan yang diperlukan. Dan kemampuan kita untuk mensintesis DNA masih jauh sebelum menjadi media penyimpanan data yang praktis. Jadi ilmuwan lain telah mengeksplorasi kemungkinan menggunakan polimer nonbiologis untuk penyimpanan data molekuler, decoding (atau membaca) informasi yang disimpan dengan mengurutkan polimer dengan spektrometri massa tandem. Namun, mensintesis dan memurnikan polimer sintetik adalah proses yang mahal, rumit, dan memakan waktu.
Memperbesar / Nagarkar menampilkan molekul pewarna kecil yang digunakan untuk menyimpan informasi.
Kris Snibbe/Harvard Staff
Pada tahun 2019, lab Whitesides berhasil mendemonstrasikan penyimpanan informasi dalam campuran yang tersedia secara komersial oligopeptida pada permukaan logam, tanpa memerlukan teknik sintesis yang memakan waktu dan mahal. Laboratorium menggunakan spektrometer massa untuk membedakan molekul berdasarkan berat molekulnya untuk membaca informasi yang tersimpan. Tetapi masih ada beberapa masalah, terutama informasi yang dihancurkan selama pembacaan. Selain itu, proses pembacaannya lambat (10 bit per detik), dan penskalaan ukuran terbukti bermasalah, karena penurunan ukuran titik laser mengakibatkan peningkatan noise pada data.
Jadi Nagarkar et al
. memutuskan untuk melihat ke dalam molekul yang dapat dibedakan secara optik daripada berat molekul. Secara khusus, mereka memilih tujuh pewarna fluorescent yang tersedia secara komersial dengan warna berbeda. Untuk “menulis” informasi, tim menggunakan printer inkjet untuk menyimpan larutan pewarna fluoresen campuran ke substrat epoksi yang mengandung gugus amino reaktif tertentu. Reaksi selanjutnya membentuk ikatan amida yang stabil, secara efektif mengunci informasi pada tempatnya. Baca selengkapnya