El almacenamiento de enormes cantidades de datos en espacios pequeños no es nuevo, y aparentemente aún queda mucho por avanzar en este sentido. Los científicos se han planteado obtener medios mucho más pequeños que las compactas unidades flash y apuntan hacia el almacenamiento de datos en moléculas.

Investigaciones anteriores han demostrado que las moléculas de ADN se pueden usar como dispositivos de almacenamiento de datos. Ahora, un equipo de investigadores de la Universidad de Brown, demuestra que las moléculas más pequeñas y simples, como los metabolitos, también pueden usarse para este propósito.

Almacenando datos en moléculas

Los hallazgos de su investigación revelan que es posible codificar y recuperar archivos de imágenes a escala de kilobytes en soluciones de metabolomas artificiales que contienen azúcares, aminoácidos y otras moléculas pequeñas.

Científicos almacenaron con éxito imágenes digitales en moléculas de metabolitos, allanando el camino para un potencial futuro lleno de dispositivos de almacenamiento orgánico.

Para el estudio, los autores querían averiguar si el almacenamiento de datos es posible con un metaboloma artificial, que se conoce en biología como un conjunto completo de moléculas utilizadas en la regulación del metabolismo.

Para lograr esto, juntaron metabolomas artificiales utilizando diferentes mezclas líquidas de moléculas. La presencia o ausencia de un metabolito específico en una mezcla codificó un solo bit de datos digitales (un cero o uno); de este modo, el número de tipos de moléculas en el metaboloma determina cuántos bits puede contener.

Para sus experimentos, el equipo creó mezclas de 6 y 12 metabolitos, por lo que cada metaboloma podría contener 6 o 12 bits. Miles de estas mezclas se pusieron juntas en pequeñas placas metálicas en forma de gotas de un nanolitro, que se mantuvieron y se dispusieron para codificar los datos.

Capacidad de almacenamiento

Posteriormente, se secaron las placas, cada una de las cuales mostraba minúsculas “manchas” de moléculas del metabolito que contenían información digital. Para leer estos datos los investigadores utilizaron un espectrómetro de masas. Con esta técnica, los autores del estudio pudieron codificar y recuperar varios archivos de imágenes de hasta 2 kilobytes.

Se estima que para el año 2040 no habrá suficientes chips semiconductores para almacenar, buscar y procesar todos los datos generados por la humanidad.

Los investigadores explicaron que una de las ventajas de los metabolitos es que reaccionan entre sí para formar nuevos compuestos. Esto abre la posibilidad no solo de almacenamiento de datos, sino también de manipulación y cálculos de datos dentro de mezclas de metabolitos.

A medida que los datos producidos por el mundo crecen y crecen, la necesidad de capacidad de almacenamiento de datos también aumenta exponencialmente. Según algunas estimaciones, para el año 2040, el mundo habrá producido tanto como 3 septillones (eso es 3 seguido de 24 ceros) de bits de datos.

Almacenar, buscar y procesar todos esos datos es un desafío abrumador, y simplemente puede que no haya suficiente silicio en la Tierra para hacer esto con los chips semiconductores tradicionales. Por lo tanto, el desarrollo de nuevos medios de almacenamiento es un objetivo critico en el futuro, y cuando más pequeño y rápido sea, mejor.

El desarrollo de sistemas de almacenamiento moleculares ofrece una oportunidad tremenda, y aunque queda mucho por hacer, los resultados de esta investigación representan un paso crucial y determinante en ese sentido.

Referencia: Encoding information in synthetic metabolomes. Plos One, 2019. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0217364