Código químico usado para armazenar a citação de Jane Austen em moléculas de plástico

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Uma citação do Mansfield Park de Jane Austen escrita em moléculas de plástico

Sarah Moor

Palavras escritas e outras informações podem ser codificadas em moléculas sintéticas e, então, recuperadas por meio da análise dos produtos químicos.

Isso significa que pedaços microscópicos de plástico podem conter potencialmente muito mais dados do que os armazenados nos discos rígidos dos computadores atuais, que usam códigos complicados e partículas magnéticas relativamente grandes para armazenar informações, diz Eric Anslyn, da Universidade do Texas em Austin.

Atualmente, os dados são armazenados usando código binário – sequências longas de 0 e 1. Sua simplicidade torna o código fácil de decifrar, mas essa abordagem requer um espaço significativo em um disco rígido, diz Anslyn.

Sua abordagem pode economizar espaço, embora o objetivo inicial não fosse codificar dados. Anslyn estava tentando criar moléculas complexas que tornariam produtos como produtos farmacêuticos e detergentes para máquinas de lavar louça mais eficazes.

Mas quando ele discutiu seu trabalho com amigos programadores de computador, Anslyn percebeu que os compostos com os quais ele estava trabalhando – feitos de elementos como hidrogênio, nitrogênio, oxigênio e o isótopo de hidrogênio deutério – poderiam cada um representar valores simbólicos para armazenar informações.

Várias moléculas construídas a partir delas podem se tornar sua própria linguagem de código com base em um rico “alfabeto molecular” de 16 caracteres – um código hexadecimal. Isso é oito vezes o número de caracteres usados ​​no sistema binário, tornando a abordagem particularmente eficiente para armazenar dados.

Além disso, o sistema analítico de cromatografia líquida-espectroscopia de massa (LC / MS) que ele já estava usando poderia facilmente analisar e sequenciar essas substâncias complexas.

Inspirada pelas possibilidades, a equipe de Anslyn desenvolveu um software que codificaria símbolos de texto regulares em uma “linguagem molecular” hexadecimal. Em seguida, eles criaram moléculas que representam o código necessário para escrever uma declaração simples: “Hello World!”.

Várias moléculas foram necessárias para armazenar a mensagem, então, para mantê-las na ordem correta ao ler a mensagem, a equipe usou uma placa especial contendo uma matriz regular de poços e colocou as moléculas nos poços sequencialmente – um pouco como o jeito uma unidade de disco rígido mecânica usa localização física para armazenar os dados de um computador.

Encorajados pela facilidade com que o software reconstruiu as palavras depois que as moléculas foram sequenciadas com LC / MS, os pesquisadores passaram para uma frase mais complexa.

Fã ávido de Jane Austen, Anslyn escolheu o que descreve como uma “citação adequada, mas atemporal” do romance de 1814 de seu autor favorito Parque mansfield: “Se um esquema de felicidade falha, a natureza humana se volta para outro; se o primeiro cálculo estiver errado, fazemos um segundo melhor: encontramos conforto em algum lugar. ”

Os pesquisadores deram uma versão quimicamente codificada da frase a um colega, que não estava envolvido com o projeto. Armado com o novo software, o colega leu com sucesso a citação de Austen na íntegra.

Outras equipes já desenvolveram protótipos de armazenamento molecular, mas usando binários. Anslyn diz que a versão hexadecimal tem um potencial “alucinante” para armazenar dados em um espaço físico menor – em parte porque o conceito básico do código molecular em si é tão simples e familiar.

“Sempre escrevemos em símbolos, e as moléculas são apenas mais um conjunto de símbolos que podemos montar – não apenas para construir moléculas análogas às encontradas na natureza, mas para criar nossas próprias invenções”, diz ele. Ou mesmo, aparentemente, para armazenar as invenções literárias de romancistas do século XIX.

Referência do jornal: Cell Reports Physical Science, DOI: 10.1016 / j.xcrp.2021.100393

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