摘要：像DNA这样的分子能够在不需要能源的情况下存储大量数据，但是访问该分子数据是昂贵且耗时的。现在，研究人员开发了一种替代方法来编码合成分子中的信息，他们用来编码该信息，然后解码11个字符的密码以解锁计算机。...

像DNA这样的分子能够在不需要能源的情况下存储大量数据，但是访问该分子数据是昂贵且耗时的。 5月16日在《牢房新闻》杂志上出版化学，研究人员开发了一种替代方法来编码合成分子中的信息，他们用来编码该信息，然后解码11个字符密码以解锁计算机。

德克萨斯大学奥斯汀分校的通讯作者兼电气工程师Praveen Pasupathy说：“分子可以长期存储很长时间的信息。” “这是第一次尝试在塑料的构建块中写入信息，然后可以使用电信号向后读取信息，这使我们更接近将信息存储在日常材料中。”

诸如硬盘驱动器和闪光灯驱动器之类的传统存储设备具有缺陷，例如高维护成本，能源消耗和寿命短，使它们不适合长期数据归档。分子可以提供另一种选择，并且先前的研究表明，DNA和合成聚合物可以设计为有效存储信息。但是，解码这些分子通常涉及昂贵的设备，例如质谱仪。

为了制作易于编写和阅读的分子消息，团队决定尝试一种不同的方法：设计包含电化学信息的分子 - 一种允许使用电信号解码消息的方法。

德克萨斯大学奥斯汀分校的高级作家兼化学家埃里克·安斯林（Eric Anslyn）说：“与传统的基于光谱法相比，我们的方法有可能扩展到更小，更经济的设备。” “它为将化学物质编码与现代电子系统和设备连接起来打开了令人兴奋的前景。”

首先，该团队使用四个不同的单体或具有不同电化学特性的分子构建块构建了一个字符。每个字符由四个单体的不同组合组成，总共产生了256个可能的字符。为了测试该方法，他们使用分子字母来合成代表11个字符密码（'dh＆@dr％p0w¢'）的链状聚合物，随后他们使用基于分子的电化学特性的方法对其进行解码。

该团队的解码方法利用了一个事实，即某些类似链的聚合物可以通过一次从链条结束时卸下一个构建块来分解。由于单体被设计为具有独特的电化学性能，因此这种分步降解导致电信号，可用于破译聚合物内单体的顺序身份。

Pasupathy说：“电压为您提供了一条信息 - 目前正在降解的单体的身份 - 因此，我们通过不同的电压进行扫描，并观看这部分子被分解的电影，这告诉我们哪个单体在那个时间点降解了。” “一旦我们指出了哪个单体在这里，我们就可以将其拼凑在一起，以获取编码字母中字符的身份。”

该方法的一个缺点是，每个分子消息只能读取一次，因为解码聚合物涉及降解它们。解码过程还需要时间 - 11个字符密码约2.5小时 - 但是团队正在研究加快过程的方法。

Anslyn说：“尽管该方法尚未克服测序的破坏性或时间密集型方面，但它朝着开发用于基于聚合物的数据存储的便携式，集成技术的最终目标迈出了第一步。” “下一步是将聚合物与集成电路连接在一起，在该电路中，计算机芯片成为存储信息的读出系统。”

这项研究得到了凯克基金会，国家科学基金会，ARO和韦尔奇试剂主席的支持。