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北京,6月22日(科学日报)——根据物理学家组织网络21日的一份报告,美国研究人员已经成功地用常用的聚合物薄膜和两种染料创建了一个四进制代码,取代了现有的二进制存储技术,并有望将数据存储设备的大小减少一半。
从超级计算机到智能手机,数据量呈指数增长趋势,对这类信息的存储需求也在增加。现有的数字设备都使用二进制(即数字1和0)来编码信息,只有通过减小这些代码的大小,才能减少空之间的存储量。例如,蓝光光盘通过减小代码大小和蓝色激光代码之间的空间隙来增加数据存储密度。
凯斯西储大学化学副教授艾米丽.彭泽和他的同事在最新一期的《材料化学c》杂志上发表了一篇论文。他们说他们用化学方法创造了一个荧光存储系统。他们用无色、蓝色、绿色和青色代替二进制数字0和1来进行四进制编程,系统占用的信息数据将在0+和0+之间减半。
他们用两种染料分子填充了一种叫做聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)的柔性聚合物薄膜。聚甲基丙烯酸甲酯是无色的,其中一种染料聚对苯乙炔在加热时会发出绿色荧光。另一种染料苯甲酸邻硝基苄酯经紫外光照射后发出深蓝色荧光,而两种染料的混合物在热和紫外光的环境下发出青色荧光。无色、绿色、深蓝色和青色在四元系统中形成四个代码。
研究小组将一块金属板覆盖在含有两种染料的薄膜上,并通过加热和紫外线成功地诱导出四种颜色。这些环形色码中的每一个都只占300微米的空并且码之间的间隙只有200微米。测试还发现,存储在这些代码中的信息是持久的,即使薄膜卷起、破裂或用笔在上面乱涂乱画,或浸泡在沸水中,甚至表面用砂纸清洗,代码也能被读取。
接下来,研究小组将研究是否还可以添加第三种染料,通过不同于加热和紫外线的另一种刺激方法,使其他染料发出不同的颜色。因此,三种染料加上无色胶片呈现的七种颜色可以用来以七位数代码写入和存储数据,从而进一步减小信息存储设备的尺寸。
总编辑圈
当计算机出现时,二进制被用来存储信息,因为电路处于“开”和“关”状态。可以说,技术原因决定了最初的选择。就四元系统而言,由四个独立碱基组成的碱基对最有可能成为生物计算机的计算单元。目前,薄膜和染料在不同的“刺激”下也能表现出四种稳定状态,为未来的信息存储提供了另一种可能。(聂)