《澎湃新聞》報導,未來電腦使用的硬碟可能不是半導體,而是來自一個蠶繭。大陸科學家研發出全球首款天然生物蛋白硬盤存儲器——蠶絲硬碟:除了能存訊息,還能裝東西,比如血液樣本、DNA、疫苗,甚至可以植入生物體。

8月10日,該研究的主要完成人之一、中國科學院上海微系統與訊息技術研究所研究員、博士生導師、上海微系統所2020前沿實驗室主任陶虎表示,蠶絲硬碟能同時存儲數位訊息和生命訊息;其生物兼容性良好,可以植入活的生物體,比如人體。

陶虎表示,蠶絲硬碟可以長期保存甚至永久保存,像電影中士兵佩戴的銘牌一樣,製成永不丟失的生命銘牌;又能根據設定,製成壽命可控的時間膠囊,可控的降解,可控的消失。它有望在外太空等極端條件下保存訊息。

陶虎表示,對於蠶絲硬碟來說,好萊塢諜戰大片中用微波爐破壞硬碟的情節可能會被改寫,因為這款硬碟不畏強磁場和強輻射。在微波爐中高火加熱30分鐘後,蠶絲硬碟中的訊息仍「安然無恙」。目前蠶絲硬碟的存儲容量已可達64GB每平方英吋,相當於0.5TB。

陶虎課題組聯合美國紐約州立大學石溪分校和德州大學奧斯汀分校相關課題組,首次實現了基於蠶絲蛋白的高容量生物存儲技術。

8月11日,相關論文以長文形式在線發表在國際知名期刊《自然奈米技術》(Nature Nanotechnology)上。研究團隊已用這種技術實現了「家蠶食葉圖」、「空谷鳥鳴曲」等圖像和音頻文件準確記錄、存儲和「閱讀」的原理驗證。

陶虎表示,蠶絲蛋白被製成硬碟後,人們想要存儲的訊息,可以通過近場紅外納米光刻系統寫入,並用同一套系統讀取。通過改變寫入光的能量,可以調節蠶絲蛋白上加工圖的形貌,比如凸起或凹下,從而實現原位重復擦寫。這樣的存取原理,與「CD」或「DVD」光盤存儲技術相似。

陶虎表示,蠶絲蛋白存儲器作為一種高容量、高可靠性的新型存儲技術,不僅可以像普通半導體硬碟那樣存儲數字訊息,還可為活性生物訊息儲存提供一個功能巨大的平台,用於採集存儲生物訊息,同時存儲人體DNA和血液樣本。並且這種存儲器還能按照預設的時序可控銷毀,從而用於訊息保密。

此外,由於蠶絲蛋白存儲器極易摻雜各種功能分子進行功能化,因而可以增加訊息存儲的維度。未來通過對蠶絲蛋白存儲器存儲容量和讀寫速率的不斷優化改進,該技術有望成為下一代高容量、高可靠的訊息存儲技術。

「春蠶到死絲方盡,蠟炬成灰淚始乾。」8500年前,世界最早的蠶絲製品出現在中國。古人可能很難想象到,蠶絲除了能做織成綾羅綢緞,做旗袍,還能做硬盤。

蠶絲硬盤是陶虎研究團隊的新成果。2018年,他們還在國際學術期刊《先進材料》(Advanced Materials)上發表論文,將蠶絲做成可降解且降解速率可控的「骨釘」。從售價千餘元、用掉5公斤蠶絲才能做一床的蠶絲被,到0.5克蠶繭就能做一套的價值1萬元左右的蠶絲蛋白骨釘,古老的桑蠶產業有望躋身高科技高附加值的生物醫藥產業。

陶虎還透露,根據族譜,他是陶淵明的後人。除了《桃花源記》、《歸去來兮辭》等文學作品,蠶絲硬碟是東晉詩人陶淵明家族的新貢獻。

(中時 )

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