2040 yılına kadar dünya genelinde tahminen 3 septilyon (3×1024) bit veri biriktirileceği öngörülüyor. Bu devasa miktardaki verinin gelecekte depolanabilmesi için mevcut çipler yetersiz kalabilir ve alternatif veri depolama yöntemlerine ihtiyaç duyulabilir.
Bu alternatifler arasında en dikkat çekeni, bilgiyi moleküllere kodlama yöntemi. ABD’deki Brown Üniversitesi’nden araştırmacılar, biyolojik sistemlerde bulunan ve şeker, amino asit ve çeşitli küçük moleküllerden oluşan bir sıvı olan metabolomda görüntü dosyalarını depolamak için bir yöntem geliştirdiler. Metabolomlar, taşıdıkları bilgi açısından oldukça zengin kimyasal sistemler olarak kabul ediliyor. Bu, gelecekte veri depolamak için sıvıları kullanabileceğimiz anlamına geliyor.
Bu araştırmada, Eamonn Kennedy ve ekibi öncelikle dijital verileri kimyasal karışımlarda depoladılar ve daha sonra bu verileri kütle spektroskopisi ile geri almayı başardılar. Araştırmada kullandıkları sentetik metabolom, vitaminler, nükleositler, nükleotitler, amino asitler, şekerler ve metabolik ara ürünleri içeren 36 farklı kimyasal maddeden oluşuyor. Bu sayede, her bir çelik plakada, 1400 adet birbirinden farklı veri seti içeren 1536 nokta işaretlenebiliyor. Araştırmacılar, yapay metabolomlarda depolanan görüntülere ait veri setlerini %99’dan daha yüksek bir doğrulukla işleyebildiler.
Sıvıdaki molekül türlerinin sayısı, her bir karışıma yüklenebilecek verinin boyutunu belirliyor. Araştırmacılar, çalışmada 6 ve 12 bit veri depolayabilecek saflaştırılmış metabolitlerden oluşan yapay metabolomlar hazırladılar.
Yöntemde, çok küçük hacimlerdeki karışımlar bir çelik plaka üzerine yerleştiriliyor ve çözücü buharlaştırılıyor. Daha sonra plaka üzerinde kalan kimyasal maddeler kütle spektrometresi ile analiz ediliyor. Gözlenen kütle spektrumunda tepe noktaları kullanılarak hangi metabolitlerin o noktada mevcut olduğu analiz ediliyor ve analiz sonuçları orijinal görüntüyü ortaya çıkarmak için kullanılıyor.
Araştırma ekibi, geliştirdikleri yöntemle 2 kilobayt büyüklüğe kadar görüntü verilerini kodlamayı ve gerektiğinde bu verileri geri almayı başardılar. Modern veri depolama sistemlerine kıyasla oldukça küçük olan bu veri büyüklüklerinin, metabolomlarda dijital veri depolama yönteminde bilinmeyenlerin zamanla anlaşılmasıyla ölçeği kolaylıkla yukarı taşıyabileceklerini düşünüyorlar.
Yapılan çalışmada toplamda yaklaşık 100.000 bitlik dijital görüntünün deneysel olarak kodlanması başarıldı. Küçük moleküllü kimyasal bilgi sistemleri üzerine yeni bir bakış açısı sunması bu çalışmanın en önemli başarısı olarak öne çıkıyor.