新技术实现全方位DNA数据存储和计算功能
发布时间: 2024-08-24 17:20:15
科技日报北京8月22日电 （记者张佳欣）美国科学家展示了一种利用DNA全方位实现数据存储和计算的技术，即重复存储、检索、计算、擦除或重写数据，而以前的DNA技术只能完成其中部分任务。相关论文22日发表于《自然·纳米技术》杂志。
虽然DNA数据存储技术取得了一定进展，但要开发一种涵盖传统电子设备所有功能的DNA技术却很难实现。这包括存储和移动数据的能力；读取、擦除、重写、重新加载或计算特定数据文件的能力，并以可编程和可重复的方式完成所有这些操作。新研究证明，这些基于DNA的技术是可行的。
北卡罗来纳州立大学和约翰斯·霍普金斯大学的研究人员创建了一种名为“树状胶体”的聚合物结构，它们从微观尺度开始，以分层的方式彼此分支，形成了纳米级纤维网络。这种形态创造了一种具有高表面积的结构，能在不牺牲数据密度的情况下将DNA沉积在纳米纤维之间，而超高的数据密度正是DNA在数据存储方面的吸引力所在。
研究人员称，人们可把相当于一千台笔记本电脑的数据量存入与橡皮擦大小的DNA存储设备中。
将DNA信息与存储它的纳米纤维区分开来，使研究人员可直接从材料表面复制DNA信息而不会损害DNA。他们还可擦除目标DNA片段，然后重写到同一表面，就像删除和重写硬盘存储的信息一样。由此，新技术实现了全方位的DNA数据存储和计算功能。此外，他们将DNA沉积在树状胶体材料上，以利于保存DNA。
研究证明，这种名为“原始DNA存储、计算和引擎”的新型数据存储和计算技术，能解决简单的数独和象棋问题。测试表明，它可在商用空间内安全地存储数据长达数千年，而不会降低存储信息的DNA质量。
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