¿Y si todo el conocimiento humano se pudiera almacenar en línea, en tan poco espacio como el de una oficina, en lugar de en los gigantescos centros de datos que están invadiendo nuestro planeta? Los investigadores en química de polímeros plantean emplear este tipo de largas cadenas moleculares para almacenar información digital.
Un polímero es una serie de pequeñas moléculas, llamadas monómeros, asociadas para dar lugar a cadenas de gran longitud. La idea es incluir información sobre estas largas cadenas dando a cada monómero un valor de, 0 o 1, tal como se hace con la electrónica digital en base a dispositivos de silicio.
El proceso está directamente inspirado en lo que la naturaleza hace desde millones de años a través del famoso polímero más conocido por el gran público, el ADN. En el ADN, son los cuatro nucleótidos A, T, G y C, en función del orden en el que están asociados, los que posibilitan la codificación de miles de millones de informaciones genéticas diferentes.
Un libro sobre el ADN
Investigadores han usado ADN sintetizado artificialmente, mediante técnicas desarrolladas en laboratorios en los últimos cuarenta años. Dos de los cuatro nucleótidos codifican el cero, y otros el uno. Para leer los datos, nada más simple, se consigue automáticamente mediante instrumentos de laboratorio empleados en la secuenciación del genoma.
Un equipo de investigadores de Harvard fue capaz de codificar el ADN en un libro de 300 páginas e ilustraciones. La principal ventaja del ADN, es que en condiciones adecuadas de almacenamiento, es prácticamente indestructible y se mantiene intacto miles de años, mientras que los dispositivos semiconductores tienen una vida útil de varias décadas.
El problema es que se ha de conservar en un medio acuoso y iónico, lo que se considera incompatible con la nanoelectrónica.
Este problema podría resolverse mediante la codificación de la información sobre polímeros sintéticos como los tan usados plásticos y otras resinas. Esta es la tarea que se planteó Jean-François Lutz y su equipo, en el Institut Charles-Sadron del CNRS (Francia).
"La idea es combinar dos monómeros artificiales, que se definen arbitrariamente como 0 y 1", explica el investigador. Es más fácil decirlo que hacerlo, porque si en 60 años se ha conseguido sintetizar todo tipo de polímeros utilizados, los monómeros se combinan completamente al azar dentro de las largas cadenas moleculares. Esto es un verdadero problema para escribir la información.
Polímeros termosensibles
"Para controlar el orden en el que se unen, hemos desarrollado métodos para unir los bloques de uno a uno", dice Jean-François Lutz. Aunque el proceso sigue siendo tedioso - unos minutos para fijar un bloque en la cadena molecular, en comparación con una tasa de 20 monómeros / segundo, ritmo al que nuestro cuerpo sintetiza ADN - los investigadores ya han logrado pequeñas hazañas.
Con este método, ha sido posible escribir unas pocas palabras y los investigadores esperan codificar una frase entera en pocos meses, e incluso un libro para dentro de tres años. Para lograr sistemas regrabables, los polímeros desarrollados son sensibles a la temperatura, se destruyen a 50-60 °C. Aunque la realidad es que de verificarse este sistema como válido, tardará décadas en estar disponible en nuestros ordenadores.
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