Op maat gemaakte poeders kunnen informatie opslaan, en zijn mogelijk duurzamer en stabieler dan de harde schijven die we nu gebruiken. Onderzoekers van de Universiteit van Gent laten zien dat data opslaan in simpele moleculen mogelijk is, maar het kost wel veel moeite.

Read this article in English

De Belgische chemici wisten een zinnetje en een QR-code te vertalen naar zogenoemde oligomeren, moleculen die uit verschillende monomeren bestaan. Dat deden ze door aan elk deel van de molecuulketen een andere chemische groep te hangen. Zo maakten ze een 'alfabet', dat vervolgens met een spectroscoop en een stukje software kon worden ontcijferd.

Opslaan in DNA

Het is een eerste stapje naar grootschalige opslag van data in moleculen. Chemici en IT'ers hopen dat de chemie de sleutel is tot duurzamer, beter houdbare opslagmedia. Want hoewel USB-sticks en harde schijven prima lijken te werken, hebben ze de nodige nadelen. De data blijft relatief kort behouden; na 100 jaar is een harde schijf veel van de data kwijt. Bovendien vereist dit opslagmedium allerlei metalen die schaars zijn op aarde, en kan er (relatief) weinig informatie per vierkante centimeter worden opgeslagen.

Eerder greep men daarom naar DNA: de bouwsteen van het leven kan een miljoen keer meer data opslaan per oppervlak dan siliconen chips (lees 'DNA als medium voor data-opslag'). Nadeel van DNA is dat het kwetsbaar is en ingewikkeld in elkaar zit. Daarnaast vereist het fosfor, dat zeldzamer is op aarde dan silicium. Mede daarom proberen de Gentse wetenschappers het nu met moleculen van simpeler atomen: koolstof, waterstof, stikstof en zuurstof. Allemaal overvloedig aanwezig op onze aardbol.

 

Spectroscoop

Voor een simpele zin ('To write or not to write in oligos') volstonden acht losse moleculen. Elk molecuul bestaat uit een aantal delen (het aantal letters van het woord), en elk deel heeft een uniek acrylaat aan zich hangen.  Die acrylaten bepaalt welk deel welke letter uitbeeldt.
 


De moleculen moesten vervolgens door de spectroscoop, en het resultaat van die meting kon met een stuk software (dat wist welk acrylaat voor welke letter stond) weer worden vertaald. Het is dus een hoop gedoe om een simpel zinnetje in moleculen op te slaan. Bovendien werkt deze methode in de praktijk niet: er zijn te weinig acrylaat-groepen om uitgebreide alfabetten, zoals het veelgebruikte unicode, uit te beelden.

Het onderzoek is dan ook meer een voorbeeld van dataopslag met moleculen. De techniek moet nog verfijnd worden zodat hij toegankelijker wordt. Maar het laat wel zien dat eenvoudige moleculen data kunnen herbergen, en dat dit het pad is om in de toekomst langdurig grote hoeveelheden gegevens op te slaan.
 

Beeld: Pixabay