上海科學(xué)家研發(fā)全球首款“蠶絲硬盤”：可植入人體，可控銷毀

中國科學(xué)家研發(fā)出全球首款天然生物蛋白硬盤存儲器——蠶絲硬盤，一個(gè)由蠶絲制成的硬盤：除了能存信息，還能裝東西，比如血液樣本、DNA、疫苗，甚至可以植入生物體。該研究的主要完成人之一、中國科學(xué)院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所研究員、博士生導(dǎo)師、上海微系統(tǒng)所2020前沿實(shí)驗(yàn)室主任陶虎介紹，蠶絲硬盤能同時(shí)存儲數(shù)字信息和生命信息；其生物兼容性良好，可以植入活的生物體，比如人體，長期保存甚至永久保存，像電影中士兵佩戴的銘牌一樣，制成永不丟失的生命銘牌；又能根據(jù)設(shè)定，制成壽命可控的時(shí)間膠囊，可控地降解，可控消失。它有望在外太空等極端條件下保存信息。

陶虎表示，對于蠶絲硬盤來說，好萊塢諜戰(zhàn)大片中用微波爐破環(huán)硬盤的情節(jié)可能會被改寫，因?yàn)檫@款硬盤不畏強(qiáng)磁場和強(qiáng)輻射。在微波爐中高火30分鐘后，蠶絲硬盤中的信息仍“安然無恙”。目前蠶絲硬盤的存儲容量已可達(dá)64GB每平方英寸。

陶虎課題組聯(lián)合美國紐約州立大學(xué)石溪分校和德州大學(xué)奧斯汀分校相關(guān)課題組，首次實(shí)現(xiàn)了基于蠶絲蛋白的高容量生物存儲技術(shù)。

相關(guān)論文以長文形式在線發(fā)表在國際知名期刊《自然納米技術(shù)》(Nature Nanotechnology)上。研究團(tuán)隊(duì)已用這種技術(shù)實(shí)現(xiàn)了“家蠶食葉圖”、“空谷鳥鳴曲”等圖像和音頻文件準(zhǔn)確記錄、存儲和“閱讀”的原理驗(yàn)證。陶虎介紹，蠶絲蛋白被制成硬盤后，人們想要存儲的信息，可以通過近場紅外納米光刻系統(tǒng)寫入，并用同一套系統(tǒng)讀取。通過改變寫入光的能量，可以調(diào)節(jié)蠶絲蛋白上加工圖的形貌，比如凸起或凹下，從而實(shí)現(xiàn)原位重復(fù)擦寫。這樣的存取原理，與“CD”或“DVD”光盤存儲技術(shù)相似。

論文的共同通信作者紐約州立大學(xué)石溪分校劉夢昆教授表示，基于原子力顯微鏡的近場光學(xué)技術(shù)，為生物材料在納米尺度下的原位加工和表征提供了可能。通過納米針尖，將紅外光聚焦在極小的尺度下，對蠶絲蛋白進(jìn)行改性，從而達(dá)到信息存儲和讀取的目的。后期可以進(jìn)一步結(jié)合多探針平行加工技術(shù)和快速移動平臺，未來有潛力實(shí)現(xiàn)可比擬商業(yè)化硬盤存儲器的存儲密度和讀寫速度。(澎湃新聞)