Uma nova técnica permite o armazenamento de dados em polímeros sintéticos, permitindo acesso direto aos bits sem descodificação de sequência completa e aumentando significativamente a densidade e a estabilidade do armazenamento.
A necessidade de armazenamento de dados está a crescer a olhos vistos e os polímeros sintéticos parecem ser uma alternativa eficiente às soluções de armazenamento tradicionais, na medida em que podem armazenar informações usando menos espaço e energia.
No entanto, os métodos convencionais de recuperação, como a espectrometria de massa, limitam o comprimento — e, portanto, a capacidade de armazenamento — de cadeias de polímeros individuais.
Recentemente, uma equipa de cientistas desenvolveu uma nova abordagem que elimina essa limitação, permitindo acesso direto a bits de dados específicos sem ser necessário ler a cadeia inteira.
Segundo o SciTechDaily, macromoléculas com sequências definidas, como ADN e polímeros sintéticos, são uma solução para o armazenamento de longo prazo de grandes conjuntos de dados raramente acedidos.
Os polímeros sintéticos apresentam mais vantagens relativamente ao ADN, nomeadamente uma síntese simples, maior densidade de armazenamento e estabilidade sob condições severas.
A sua única desvantagem é o facto de a informação ser decodificada por espectrometria de massa ou sequenciamento de massa em tandem. Como para estes métodos o tamanho das moléculas tem de ser limitado, essa característica limita a capacidade de armazenamento de cada cadeia de polímero.
Além disso, a cadeia completa deve ser descodificada em sequência.
Kyoung Taek Kim e a sua equipa do Departamento de Química da Universidade Nacional de Seul desenvolveram um novo método pelo qual cadeias de polímeros sintéticos muito longas, cujos pesos moleculares excedem em muito os limites da espectrometria de massa e do sequenciamento de massa em tandem, podem ser descodificadas com eficiência.
Durante a investigação, a equipa codificou o endereço da universidade em ASCII e traduziu-o num código binário. A sequência de 512 bits foi armazenada numa cadeia de polímero feita de dois monómeros diferentes: ácido láctico para representar o 1 e ácido fenilático para representar o 0.
Em intervalos irregulares, os especialistas incluíram códigos de fragmentação que continham ácido mandélico para as cadeias partirem nesses locais quando quimicamente ativadas.
Na experiência, os investigadores obtiveram 18 fragmentos de vários tamanhos que poderiam ser descodificados individualmente através de sequenciamento de massa em tandem.
O software identificou inicialmente os fragmentos com base na sua massa e nos seus grupos terminais. Durante o processo de descodificação, os iões moleculares partiram ainda mais e todos os fragmentos foram também analisados.
Com a ajuda do código de deteção de erro CRC, o software reconstruiu a sequência de toda a cadeia, superando o limite de comprimento para as cadeias de polímero.
A equipa também conseguiu descodificar bits sem sequenciar toda a cadeia de polímeros.
O artigo científico com as descobertas foi publicado na Angewandte Chemie International Edition.
