Ученые создали кристалл, который способен сохранять человеческий геном миллиарды лет
Исследователи из Университета Саутгемптона создали пятимерные (5D) кристаллы памяти, способные хранить огромные объемы данных практически вечно. Эти кремнеземные диски на небольшом носителе устойчивы к экстремальным условиям. На этот раз ученые внедрили в его структуру последовательность, представляющую полный геном современного человека.
Эта технология не совсем новая. К 2011 году инженеры усовершенствовали методы использования фемтосекундных лазерных импульсов для создания наноразмерных пустот в стекловидном материале из диоксида кремния, также называемом силика. В зависимости от количества энергии в этой пустоте можно создавать различия в пространствах.
Трехмерное положение наноразмерных структур, наряду с их размером и ориентацией, позволяет хранить данные в формате 5D. Эти пустоты всего 20 нанометров в размере позволяют крупнейшим кристаллам памяти вмещать сотни терабайт данных. В отличие от нестабильной химической структуры магнитной ленты или фоточувствительных красителей в компакт-дисках, кремний — кислородная структура, почти неизменна со временем, независимо от условий. Ее можно заморозить, наступить на нее или нагреть до 1 тыс. ºC, пустоты все равно останутся читаемыми при наличии нужного оборудования.
Данные извлекаются с помощью оптического микроскопа и поляризатора. Узоры, сделанные на 5D-диске, видны по-разному в зависимости от угла обзора и увеличения микроскопа. Теоретически этот материал может оставаться при комнатной температуре в течение многих миллиардов лет и сохранять свою целостность, что делает его более устойчивым, чем любой другой компактный метод хранения данных, изобретенный на сегодняшний день.
Исследователи из Университета Саутгемптона в сотрудничестве с Helixwork Technologies встроили последовательность около 3 млрд символов, представляющих геном человека, в единый кристалл, что составило около 800 Мгб данных. Этот кристалл памяти был помещен в архив Memory of Mankind в Австрии, добавившись к коллекции сотен керамических книг, которые хранятся в старинной соляной шахте для будущих поколений.
Сможет ли развитый интеллект использовать генетический материал для воскрешения Homo sapiens или каких-либо других видов, которые мы могли бы захотеть вернуть к жизни, пока предполагается лишь в теории, основанной на текущих знаниях. Также трудно предсказать, как будущие ученые могут использовать хранилища давно утраченных генов, находящихся в их руках. По словам Питера Казански, физика-оптика из Университета Саутгемптона, из исследований следует, что генетический материал простых организмов может быть синтезирован и использован в клетках для создания жизнеспособных образцов в лабораторных условиях.
Он также добавляет, что «кристалл памяти 5D предоставляет ученым шанс создать вечное хранилище геномной информации, из которого будут восстановлены более сложные организмы, такие как растения и животные, если наука в будущем это позволит».
Четыре года назад общее количество данных, созданных человечеством, составляло приблизительно 64 зетабайта, охватывающих весь спектр информации — от сериалов Netflix до TikTok-видео и статей на ScienceAlert. В этом году ожидается, что этот показатель достигнет почти 150 зетабайт, и эта тенденция, похоже, не замедляется. Такие объемы данных могут понадобиться в будущем, что создаст необходимость в надежных, доступных и экономически эффективных способах хранения информации в компактных форматах.
Ранее сообщалось, что тысячи крошечных роботов размером чуть больше вируса могут в будущем спасти сотни тысяч жизней, предотвращая кровотечения в мозге. Международная группа ученых разработала магнитные устройства для точной доставки свертывающих препаратов в сосуды. В испытаниях эти нанороботы успешно устранили аневризму в сонной артерии подопытного животного.
