Utilizzando una nuova tecnica di memorizzazione dei dati molecolari, i ricercatori dell'Università del Texas ad Austin hanno codificato una citazione dal romanzo classico di Jane Austen Mansfield Park in una serie di oligomeri, che una terza parte potrebbe rileggere senza previa conoscenza delle strutture che hanno codificato il passaggio. Le scoperte, pubblicato il 21 aprile sulla rivista Cell Report Scienze fisiche , illustrare un metodo per codificare i dati che consente una maggiore densità di informazioni rispetto agli approcci basati sul DNA e che si basa su materie plastiche simili all'uretano, materie prime chimiche altamente accessibili e strutturalmente modificabili, anziché sugli acidi nucleici.

"Questo lavoro è un altro passo verso l'obiettivo a lungo termine di utilizzare polimeri sintetici definiti in sequenza per l'archiviazione delle informazioni, "dice Eric Anslyn, un professore di chimica presso l'Università del Texas ad Austin e autore dello studio. "Prepara il terreno e, si spera, ispiri ulteriori lavori verso l'uso pratico delle molecole per archiviare in modo utile le informazioni".

Mentre la società sforna enormi quantità di dati, gli scienziati sono alla continua ricerca di densi, durevole, e modi convenienti per memorizzare le informazioni. Gli approcci molecolari offrono una soluzione particolarmente interessante perché possono conservare le informazioni a densità molto più elevate rispetto alle principali tecnologie basate sul silicio.

"In teoria, qualsiasi tipo di informazione può essere codificata in polimeri, " dice Anslyn. "In termini pratici, abbiamo visto libri e immagini, tra tante altre cose, immagazzinato nelle molecole."

Però, nonostante il loro enorme potenziale di memorizzazione delle informazioni, polimeri come la plastica non sono stati sufficientemente economici, efficiente, e approcci riproducibili su larga scala alla "scrittura" e alla "lettura" delle informazioni.

Per superare queste sfide, Samuel Dahlhauser, un ricercatore presso l'Università del Texas, e colleghi hanno codificato un passaggio selezionato da Mansfield Park in una serie di oligouretani utilizzando una nuova tecnica. Il passaggio recita:"Se uno schema di felicità fallisce, la natura umana si rivolge ad un'altra; se il primo calcolo è sbagliato, miglioriamo un secondo:troviamo conforto da qualche parte."

"Questo particolare passaggio è stato scelto perché ci sembrava edificante in questi tempi difficili, ed è facilmente comprensibile senza il contesto nel libro, "dice Dahlhauser.

Primo, i ricercatori hanno compresso il testo in una stringa di bit (una sequenza di cifre binarie) utilizzando un algoritmo prima di convertirlo nel sistema numerico esadecimale, che consiste di 16 simboli e consente ai computer di organizzare grandi stringhe di cifre binarie. La stringa esadecimale di 158 caratteri è stata successivamente sintetizzata in 18 oligouretani, ciascuno lungo 10 monomeri. Per decodificare le informazioni appena codificate, i ricercatori hanno lavorato a ritroso. Hanno sequenziato gli oligomeri usando l'auto-immolazione, in cui i composti si frammentavano spontaneamente in monomeri attraverso una cascata di reazioni, e ha inserito i dati di sequenziamento nel software del decodificatore, che assegnava le molecole ai corrispondenti caratteri esadecimali. In definitiva, la squadra è riuscita a riprodurre il passaggio completamente intatto con assoluta precisione.

Per verificare ulteriormente la tecnica, i ricercatori hanno chiesto a un collega non affiliato al progetto di "leggere" il materiale codificato seguendo una serie di istruzioni. Il partecipante ha decifrato correttamente tutti i caratteri tranne due al primo tentativo e, quando riceve una serie di istruzioni leggermente modificate, decifrato correttamente tutti i monomeri al secondo tentativo.

"Il nostro lavoro futuro affronterà i tassi di errore nella lettura e nella scrittura, così come i limiti degli oligouretani come mezzo per l'archiviazione delle informazioni, " dice Anslyn. "Allo stesso modo, speriamo di utilizzare le tecniche di caratterizzazione rapida presentate qui per esplorare le loro applicazioni nell'autoassemblaggio, chimica combinatoria, e catalisi."