تولید خانواده جدیدی از پلیمرها به روش بازیافت
گروهی پژوهشی در آزمایشگاه ملی لارنس برکلی۱ در کالیفرنیا، خانواده جدیدی از پلیمرها را توسعه داده است که ما را به رویای پلاستیک بدون زباله نزدیک می‌کند. برای رسیدن به این هدف، آنان از خانواده‌ای از مولکول‌ها به نام پلی‌دی‌کتوانامین‌ها۲ استفاده کردند که با پیوندهای کووالانسی پویا کنار هم قرار می‌گیرند. با اینکه این پیوندها بسیار قوی هستند، به‌راحتی می‌توان با استفاده از مقدار کمی اسید، آن‌ها را تجزیه کرد.
تاکنون دی‌کتو انامین‌ها در شیمی پلیمر تقریباً ناشناخته بودند. برت هلمز۳ توضیح می‌دهد: «این واحدهای اصلی پلیمر، به‌عنوان گروه محافظ، در شیمی پپتید حالت جامد شناخته شده‌اند اما اغلب از آن‌ها، به‌عنوان گروه‌هایی«بی‌قاعده و درهم‌آمیخته و بی‌هدف» یاد می‌شود، زیرا در خلال سنتز پپتیدها، اطراف گروه‌های آمینی مختلف، به سمت بالا و پایین نوسان می‌کنند. ما تصور می‌کردیم که بی‌هدف بودن دی‌کتوانامین‌ها شاهدی بر رفتار کوالانسی پویاست، که می‌تواند برای سنتز پلیمرهای جدید سودمند باشد. به‌طور شگفت‌انگیزی پلی‌دی‌کتوانامین‌ها می‌توانند به سادگی با مخلوط کردن کتون‌ها و آمین‌ها تهیه شوند». به گفته هلمز این، یک واکنش کلیک است که در دمای اتاق، بدون نیاز به کاتالیزگر، افزودنی یا حتی حلال انجام می‌شود. انجام این واکنش تنها به چند دقیقه زمان، درون یک آسیاب حاوی ساچمه‌های کروی نیاز دارد.
شگفتی‌ها ادامه دارد. هلمز می‌گوید: «در حالی که مشغول تمیز کردن ظرف‌های شیشه‌ای با اسید بودیم، متوجه شدیم که یک واکنش شیمیایی در حال انجام است. ما تصمیم گرفتیم که فراورده‌ها را بررسی کنیم و درحالی‌که شگفت‌زده شده بودیم مونومرهای اصلی خود را شناسایی کردیم. پلی‌دی‌کتوانامین‌ها می‌توانند با استفاده از اسید غلیظ به مونومرهای سازنده‌‌‌شان تبدیل شوند».
راشل اوریلی۴، کارشناس شیمی پلیمر در دانشگاه بیرمنگام۵ انگلستان، این روش را ساده، نوآورانه و ظریف می‌داند و می‌افزاید: بازیافت این نوع جدید از پلاستیک امکان‌پذیر است؛ می‌توان آن را به مونومرهای سازنده‌اش تجزیه کرد تا دوباره یک پلیمر با خواص مشابه با پلیمر اولیه بازسازی شود.
به هدف بازیافت پایدار پلاستیک، واکنش‌های پلیمر شدن باید در جهت وارونه انجام گیرند که مراحلی کلیدی و مهم به‌شمار می‌‌روند؛ راهی برای رسیدن به تجدید تولید از بازیافت که فراورده‌هایی باارزش‌تر از مواد پسماند تولید می‌کند که هلمز و گروهش به آن نیز دست یافته‌اند. هلمز می‌گوید: ما می‌توانیم مونومرها را از اجزای دیگر، مانند پُرکننده‌ها، رنگ‌ها و موادی که تولیدکنندگان به‌منظور افزایش کارایی و زیبایی به پلاستیک‌هایشان می‌افزا‌یند، جدا کنیم. به گفته اوریلی، جداسازی مونومرها از مخلوط مواد رنگی و افزودنی‌ها، به روشنی پتانسیل این فناوری را نشان می‌دهد.
این طرح کامل است و خواص مکانیکی این پلیمرهای جدید، آن‌ها را به‌عنوان موادی قوی و پایدار معرفی می‌کند. این مفهوم می‌تواند موجب طراحی پلیمرهای دیگر با خواص قابل‌تنظیم متفاوت شود. در شرایطی که هیچ راه منحصربه‌فردی برای حل مشکل انباشتگی پلاستیک‌ها وجود ندارد، این پیشرفت می‌تواند گام بسیار مهمی در جهت استفاده از پلیمرها به‌شیوه‌ای مسئولانه‌تر باشد. گروه هلمز همچنین برای پایدارتر کردن فرایند بازیافت تلاش می‌کنند مصرف آب را کاهش دهند و منابع و انرژی مورد نیاز برای تولید دوباره پلیمرها را به حداقل برسانند.
1. Lawrence Berkeley National Laboratory
2. polydiketoenamines
3. Helms, B.
4. O’Reilly, R.
5. Birmingham
1. New family of polymers can be easily recycled and even upcycled.
2.www.chemistryworld.com/news/new-family-of-polymers-can-be-easily-recycled-and-even-upcycled/3010439.article P R Christensen, P.R. et al,
Nat. Chem., 2019, 11, 442.
تیره شدن بنای تاج‌محل به‌دلیل جذب نور
دانشمندان هندی و آمریکایی دریافته‌اند که عامل کدر و تیره شدن بنای تاج‌محل، رسوب ماده‌ای خاص روی سنگ‌های مرمر این بنای سنتی است.
تاج‌محل هر سال میلیون‌ها بازدید کننده دارد اما در طول دهه‌های اخیر، رنگ نمای مرمری آن به تیرگی گراییده است چنان که هر چند سال، باید با لایه‌ای از خاک رس شسته شود. به‌نظر می‌رسید کیفیت هوای منطقه، باعث این تغییر رنگ شده است بی‌آنکه عامل دقیق آن مشخص باشد.
برای بررسی، گروهی به رهبری مایک برگین۱ در مؤسسه فناوری جورجیا، و ساچیدا تریپاتی۲ در مؤسسه فناوری هندی کانپور۳، قطعه‌هایی از سنگ مرمر را نزدیک تاج‌محل قرار دادند و ذره‌های رسوب ایجاد شده در سطح آن‌ها را با میکروسکوپ‌الکترونی‌پیمایشی بررسی کردند. پژوهشگران همچنین با بررسی هوای جمع‌آوری شده اطراف تاج‌محل آلاینده‌های آن را شناسایی کردند و دریافتند که تشکیل غبار و ذره‌های کربن روی این بنا باعث تیرگی آن شده است. این ذره‌ها که از دود خودرو‌ها و سوزاندن زیست‌توده‌هایی همچون زباله و چوب ناشی می‌شوند، با جذب نور در محدوده آبی طیف مرئی، ظاهری تیره به نمای بنا می‌دهند. این آگاهی می‌تواند توسعه روش‌های بهتر برای جلوگیری از آلودگی و پاک‌سازی را سرعت بخشد.
1. Bergin, M.
2. Tripathi, S.
3. Indian Institute of Technology, Kanpur
1. Taj Mahal browning due to light-absorbing particles.
2.https://www.chemistryworld.com/news/taj-mahal-browning-due-to-light-absorbing-particles/8145.article Bergin, M.H. et al, Env. Sci. Technol., 2014, DOI: 10.1021/es504005q.
تبدیل بطری‌های پلاستیک دورریختنی به سوخت جت
فرایندی سه‌مرحله‌ای و ساده، با تولید کمترین مقدار زباله، پلاستیک را از محل دفن زباله باز می‌گرداند.
پسماند پلاستیکی بطری‌های نوشیدنی و ظرف‌های بسته‌بندی مواد غذایی می‌تواند در فرایندی جدید به هیدروکربن‌های حلقه‌ای و آروماتیک تبدیل شود و به‌عنوان اجزایی مهم در تهیه گازوئیل و سوخت جت مورد استفاده قرار گیرد.
مقدار زیاد پلاستیک‌ـ که بعد از استفاده دور انداخته می‌شودـ موجب مشکلات زیست‌محیطی بزرگی خواهد شد. این موضوع در سال‌های گذشته توجه روزافزون جهانی را به خود جلب کرده است که برخی آن را تحریم کامل پلاستیک می‌نامند. دیگران فکر می‌کنند راه‌حل در تبدیل این زباله به مواد شیمیایی ارزشمند است.
گروهی به رهبری هاو تانگ۱ و نینگ لی۲ در چین، فرایندی ارائه کرده‌اند که یکی از متداول‌ترین پلاستیک‌ها، پلی‌اتیلن‌ترفتالات (PET)، را به مخلوطی از سیکلوآلکان‌های هفت و هشت کربنی و آروماتیک‌ها تبدیل می‌کند و برای مخلوط شدن با سوخت‌های جت و گازوئیل مناسب است. لی می‌گوید: وقتی بسیاری از مردم نگران زباله‌های پلاستیکی هستند، چرا آن‌ها را به موادی سودمندتر، مانند بنزین و سوخت زیستی جت تبدیل نکنیم؟
این کار مشکل دیگری را نیز حل می‌کند: درزگیرهای پلیمری درون موتور، ترکیب‌های آروماتیک را خیلی راحت‌تر از آلکان‌های راست‌زنجیر در سوخت‌های معمولی جذب می‌کنند.در‌واقع، وقتی این پلیمرها پف می‌کنند فضای عبور مولکول‌ها از درزگیرها کاهش می‌یابد و از نشت سوخت جلوگیری می‌شود.
PET حاصل از بطری‌های پلاستیکی، نخست با استفاده از متانول به دی‌متیل‌ترفتالات (DMT) تجزیه می‌شود. وقتی راکتور سرد شد، می‌توان DMT ته‌نشین شده را به‌راحتی جدا کرد. به این ترتیب امکان استفاده دوباره از متانول باقی‌مانده فراهم می‌شود. سپس واکنش هیدروژن‌دار کردن DMT انجام می‌گیرد و سرانجام با اکسیژن‌زدایی فراورده این مرحله، هیدروکربن‌های دلخواه تشکیل می‌شوند. اجرای این تبدیل‌ها‌ـ که در حضور کاتالیزگر انجام می‌گیرندـ به‌راحتی در صنعت امکان‌پذیر است.
در دو مرحله پایانی حلال وجود ندارد، بنابراین می‌توان از کاتالیزگرهای ناهمگن استفاده‌کرد. جرج هابر۳ کارشناس سوخت زیستی از دانشگاه ویسکانسین‌ـ مادیسون۴، توضیح می‌دهد: این شرایط فرایند را «بسیار سبز» می‌کند زیرا هیچ مرحله جداسازی وجود ندارد و کاتالیزگر می‌تواند سال‌ها در راکتور شما باقی بماند.
بنابراین به‌نظر می‌رسد این فناوری راهی امیدوارکننده برای برگرداندن پسماند پلاستیکی از محل دفن زباله باشد. به هرحال این طرح همچنان در حال بررسی در فرایند تجاری است.
1. Tang, H.
2. Li, N.
3. Huber, G.
4. Wisconsin-Madison
1. Converting waste plastic bottles into jet fuel
2.www.chemistryworld.com/news/converting-waste-plastic-bottles-into-jet-fuel-/3010455.article
3.Tang, H. et al, Green Chem., 2019, DOI: 10.1039/c9gc00571d.
مصرف قره قاط؛ درمانی برای عفونت ادراری
قره قاط میوه‌ای شبیه زغال‌اخته است. بسیاری از مردم شنیده‌اند که نوشیدن آب قره قاط می‌تواند به جلوگیری از عفونت‌های دستگاه ادراری۱ کمک کند. اگر چه مطالعات بالینی این درمان محبوب مردمی، نتیجه‌های متفاوتی نشان داده‌اند، بنا به برخی بررسی‌ها نوشیدن آب قره قاط می‌تواند از چسبیدن باکتری‌های عفونت‌زا به سلول‌های دستگاه ادرار جلوگیری کند. دانشمندان، الیگوساکاریدهای قره قاط را در ادرار خوک‌هایی که با قره قاط تغذیه شده‌اند شناسایی و گزارش کرده‌اند۲ که چنین اثری از خود نشان داده‌اند.
بنا به گزارش وزارت بهداشت و خدمات انسانی ایالات متحده، حدود نیمی از زنان ایالات متحده گاهی در طول زندگی خود، به این عفونت را مبتلاشده‌اند. پزشکان معمولاً آنتی‌بیوتیک‌ها را برای درمان این بیماری دردناک تجویز می‌کنند که می‌تواند به افزایش مقاومت باکتری در برابر آنتی‌بیوتیک بینجامد. به‌منظور ایجاد راهکارهای بهتر پیشگیری این بیماری، کریستینا کلمن۳، دانیل فریرا۴ و همکارانشان از مؤسسه‌های مختلف خواستار شناسایی ترکیب‌های فعال قره قاط بودند که از پیوستن باکتری‌ها به سلول‌های انسانی جلوگیری می‌کنند.
دانشمندان ادرار خوک‌های ماده‌ای راـ که با قره قاط خشک‌شده تغذیه کرده بودند‌ـ به روش کروماتوگرافی بررسی، و اجزای مولکولی آن را جداسازی کردند. سپس، نمونه‌ها را برای وجود فعالیت ضدچسبندگی به باکتری ای.کولای۵ که باعث ایجاد عفونت می‌شود، بررسی کردند. آنچه باعث تعجب‌شان شد این بود که، پروآنتوسیانیدین‌ها، یعنی همان ترکیب‌هایی که قبلاً به نظر می‌رسید عامل پیشگیری از عفونت باشند، در اجزای فعال ادرار وجود نداشتند. به جای آن، الیگوساکاریدهایی به‌نام آرابینوکسیلوگلوکان در این نمونه‌ها شناسایی شد. دانشمندان می‌گویند تشخیص و جداسازی این کربوهیدرات‌های پیچیده مرتبط با سلولوز، دشوار است و می‌تواند توضیح دهد که چرا قبلاً به عنوان ترکیب‌های ضدچسبندگی موجود در قره قاط شناخته نشده‌اند.
1. Urinary Tract Infections (UTIs)
2. ACS' Journal of Natural Products
3. Coleman, Ch.
4. Ferreira, D.
5. E. coli bacteria
1. Cranberry oligosaccharides might help prevent UTIs
2. phys.org/news/2019-05-cranberry-oligosaccharides-utis.html
3. Coleman, Ch.M. et al., Journal of Natural Products ,2019. DOI: 10.1021/acs.jnatprod.8b01043
حسگرهای پوشیدنی؛ زیست فناوری تازه در خدمت ارتشیان
دانشمندان درحال توسعه گیرنده‌های تشخیص زیستی هستند که می‌توانند به طور سازگار، در محیط‌های مختلف از سلامت و عملکرد سربازان گزارش دهند.
دکتر مت کاپاک۱، شیمی‌دان و رهبر یک گروه پژوهشی می‌گوید: ارتش نیاز دارد تا قدرت سازگاری بیشتری با محیط داشته باشد.
این گروه از آزمایشگاه پژوهشی وابسته به ارتش، با همکاری دانشمندانی از مؤسسه فناوری کالیفرنیا، یک گیرنده کاتالیز شده با پروتئین۲، PCC، تولید کرده‌اند که باعث بهبود نسخه‌های قبلی گیرنده‌ها می‌شود و می‌تواند نظارت بر داده‌های محیطی و شخصی سربازان در میدان جنگ را ممکن کند. نتایج این پژوهش به صورت یک مقاله دوره‌ای کامل چاپ شده است.
به گفته کاپاک، فناوری PCC پیشرفت‌هایی را در پایداری گیرنده‌ها، سازگاری و قابلیت تولید نسبت به گیرنده‌های آنتی‌بادی استاندارد نشان داده است و به‌عنوان فناوری‌ای کارآمد، با نظارت بر عملکرد سربازان به کمک نشانگرهای زیستی قابل جمع‌آوری از حسگرهای پوشیدنی، از سربازان حفاظت می‌کند.
او می‌گوید: گیرنده‌های زیست‌شناختی برای گرفتن گزینشی هدف مورد نظر از مخلوطی پیچیده مانند خون، عرق، بزاق و ...، به یک حسگر زیستی متصل شده‌اند تا اثری قابل اندازه‌گیری توسط حسگر تولید شود. بدون گیرنده، تشخیص آنچه که می‌خواهید شناسایی کنید غیرممکن است.
آنتی‌بادی‌های جمع‌آوری شده از جانوران‌ـ که هدف مورد نظر به آن‌ها تزریق شده بود‌ـ از قدرت اتصال زیاد و گزینش‌پذیری برای هدف برخوردارند و از این رو، به‌عنوان گیرنده در حسگرهای زیست‌شناختی استفاده شده‌اند.
کار این گیرنده‌ها در جذب هدف و گزینش‌پذیری رضایت‌بخش است اما تا حدی به‌دلیل ناپایداری و کوتاه بودن عمر نگهداری آن‌ها، توانایی‌های تشخیصی محدودی دارند.
این گروه روشی متفاوت و نوآورانه‌تر ارائه کرده‌اند. به‌عنوان یک جایگزین، از گیرنده‌ای با پایه پپتیدی استفاده می‌شود که کوچک‌تر، با تولید ساده‌تر، ارزان و در برابر تغییرات محیطی مقاوم‌تر است و در همین حال باز هم خواص اتصال مطلوب آنتی‌بادی را دارد.
گیرنده‌های مورد استفاده این گروه تقریباً می‌توانند پس از گرم شدن به مدت یک ساعت در دمای C °۹۰ فعال بمانند درحالی‌که بسیاری از آنتی‌بادی‌ها پس از چند دقیقه گرم شدن تا دمای بالاتر از C °۷۰ کاملاً غیرفعال می‌شوند.
به گفته کاپاک اکنون دانشمندان موفق به تولید کامل یک گیرنده برای مدت دو تا سه هفته پس از مشخص شدن هدف مورد نظر شده‌اند. چنین روندی در گذشته، حدود پنج تا شش ماه طول می‌کشید.
برنامه فعلی ارتش تعیین نشانگرهای زیست‌شناختی مهم مربوط به سلامت و عملکرد سربازان است بنابراین ایجاد توانایی توسعه سریع گیرنده‌ها این امکان را به آن‌ها می‌دهد که به فعالیت قبلی ادامه دهند و کشف و بررسی نشانگر زیستی را پیش ببرند.
هم‌اکنون فعالیت در زمینه طراحی و فرایند انتخاب واکنشگرهای جدید با سرعت ادامه دارد به‌گونه‌ای که بتوان حسگرها را در هنگام نیاز به‌راحتی تولید کرد. این گروه همچنین در حال هماهنگی تلاش‌ها برای ارزیابی عملکرد انسان و ایمنی غذا و آب است.
به‌عنوان کاربردهای دیگر این گیرنده‌ها می‌توان به نظارت زیست‌شناختی/ زیست‌محیطی، تشخیص بهداشت و سلامت و درمان‌شناسی اشاره کرد.
1. Coppock, M.
2. protein catalyzed capture
1. Wearable sensors could leverage biotechnology to monitor personal, environmental data phys.org/news/2019-05-wearable-sensors-leverage-biotechnology-personal.html
2. Agnew, H.A. et al, Protein-Catalyzed Capture Agents, Chemical Reviews,2019,DOI: 10.1021/acs.chemrev.8b00660
ذخیره کتابخانه عمومی نیویورک در یک قاشق چای‌خوری پروتئین
کتاب‌ها می‌توانند بسوزند، رایانه‌ها ممکن است هک شوند، و امکان خراب شدن DVDها وجود دارد. با اینکه فناوری‌های ذخیره‌سازی اطلاعات، جوهر و کاغذ، لوح های فشرده، DVDها و حتی DNA، در حال بهبود هستند اما باز هم، تهدیدهایی به سادگی آب و به پیچیدگی حمله‌های سایبری، می‌تواند مستندات ما را از بین ببرند.
همان‌طور که داده‌ها به‌سرعت توسعه پیدا می‌کنند، اطلاعات بیشتر و بیشتری در فضاهای کوچک و کوچک‌تر ثبت می‌شوند. حتی ابر۱، که نام آن بیان‌کننده فضایی مبهم و بی‌پایان است، سرانجام لبریز می‌شود، نمی‌تواند تمام هکرها را خنثی کند و انرژی را به‌سرعت مصرف می‌کند. هم‌اکنون، راه جدیدی برای ذخیره اطلاعات ارائه شده است که می‌تواند داده‌ها را برای میلیون‌ها سال به‌صورت پایدار محافظت کند؛ بیرون از محیط قابل هک اینترنت و با یک بار نوشتن، در حالی‌که هیچ انرژیی مصرف نمی‌کند. تمام چیزی که شما برای آشنایی با این روش نیاز دارید یک شیمی‌دان، تعدادی مولکول ارزان و اطلاعات ارزشمند شماست.
بریان کفرتی۲، نویسنده اول مقاله‌ای که درباره این فناوری جدید توضیح می‌دهد و به‌عنوان پژوهشگر پسادکتری در آزمایشگاه جرج وایت‌سایدز۳ فعالیت می‌کند، می‌گوید: «به ذخیره‌سازی محتویات کتابخانه عمومی نیویورک با یک قاشق پروتئین فکرکنید.» وی این کار را با همکاری میلان مرکیچ۴ و گروه او در دانشگاه نورس‌وسترن۵ انجام داده است.
کفرتی می‌گوید: در این مرحله، ما این روش را قابل رقابت با روش‌های موجود ذخیره‌سازی داده نمی‌بینیم، بلکه آن را کامل‌کننده این فناوری‌ها می‌دانیم که به‌عنوان شروعی برای ذخیره‌سازی طولانی‌مدت داده‌های بایگانی بسیار مناسب است.
ابزار شیمیایی کفرتی ممکن است نتواند جایگزین ابر شود اما سامانه بایگانی، جایگزینی بسیار جالب برای ابزارهای ذخیره‌سازی زیست‌شناختی مانند DNA پیشنهاد می‌دهد. به‌تازگی، دانشمندان کشف کرده‌اند که چگونه سرپرست وفادار اطلاعات ژنتیک ما، یعنی DNA، را برای رمزگذاری اطلاعاتی فراتر از رنگ چشم به‌کار گیرند. دانشمندان اکنون می‌توانند رشته‌های DNA را برای ثبت هرگونه اطلاعاتی، شامل ویدئو، برنامه‌های رژیم غذایی و دستورهای آموزش آشپزی بسازند.
DNAبا وجود کوچک بودن در مقایسه با تراشه‌های رایانه‌ای، مولکولی درشت در جهان مولکولی است و سنتز آن نیاز به مهارت وکارهای اغلب تکراری دارد. اگر هر پیام به طراحی از پیش‌نویس نیاز داشته باشد، ذخیره درشت مولکول کاری طولانی و گران‌قیمت خواهد بود.
کفرتی می‌گوید: ما در پی تدبیری هستیم که به‌طور مستقیم از زیست‌شناسی گرفته نشده باشد. به‌جای آن، ما به روش‌های متداول در شیمی آلی و تجزیه تکیه کردیم تا روشی ارائه کنیم که از مولکول‌های کوچک با وزن مولکولی کم برای رمزگذاری اطلاعات استفاده می‌کند.
تنها با یک سنتز، گروه می‌تواند مولکول‌های کوچک کافی برای رمزگذاری چندین ویدئو در یک زمان تولید کند که این روش را آسان‌تر و ارزان‌تر از نوع مبتنی بر DNA می‌کند.
دانشمندان الیگوپپتیدها (دو یا تعداد بیشتری پپتید که به‌هم متصل شده‌اند) را به‌دلیل مولکول‌های کم‌وزنشان، انتخاب کردند که متداول، پایدار و کوچک‌تر از DNA، RNA یا پروتئین‌ها هستند.
الیگوپپتیدها بسته به تعداد و نوع آمینواسیدهای آن‌ها، جرم‌های متغیری دارند و وقتی با هم مخلوط می‌شوند، مانند حروف الفبا در سوپ، از یکدیگر تشخیص داده می‌شوند.
ساختن واژه از حروف، کمی پیچیده است: در یک چاه کوچک، مانند یک نسخه مینیاتوری از بازی whack-a-mole با ۳۸۴ سوراخ، هر حفره شامل الیگوپپتیدهایی با جرم‌های مختلف است. همان‌طور‌که جوهر روی کاغذ جذب می‌شود، مخلوط الگوپپتیدها روی سطح یک فلز مونتاژ می‌شوند. اگر گروه دانشمندان بخواهند آنچه را که نوشته شده است بخوانند، با استفاده از طیف‌سنج جرمی نگاهی به یکی از حفره‌ها می‌اندازند که مولکول‌ها را براساس جرمشان مرتب می‌کند. این کار به آن‌ها می‌گوید کدام الیگوپپتیدها حضور دارند یا غایب هستند؛ جرمشان آن‌ها را آشکار می‌کند.
دانشمندان برای ترجمه مفاهیم مولکول‌ها به حروف و واژه، کد دوـ دو یا «صفر و یک» را قرض گرفتند. برای نمونه، حرف M، ۴ تا از ۸ الیگوپپتید ممکن راـ که هر کدام جرم متفاوتی دارندـ استفاده می‌کند. چهار الیگوپپتید موجود در حفره، عدد یک را می‌گیرند، درحالی‌که چهار الیگوپپتید غایب، عدد صفر را دریافت می‌کنند. کد دوـ دوی مولکولی به یک حرف اشاره می‌کند، یا اگر اطلاعات به شکل یک تصویر باشد، به یک پیکسل اشاره می‌کند.
با این روش، مخلوطی از ۸ الیگوپپتید می‌تواند یک بایت اطلاعات ذخیره کند، ۳۲ تا چهار بایت و تعداد بیشتر آن، اطلاعات حتی بیشتری ذخیره می‌کنند.
تاکنون، گروه کفرتی اطلاعات ارزشمندی را بایگانی کرده است و می‌تواند شاهکارهای ذخیره شده خود را با صحت ۹۹/۹درصد بازیابی کند. سرعت نوشتن آن‌ها به‌طور متوسط ۸ بایت در ثانیه و سرعت خواندن، ۲۰ بایت در ثانیه است. اگرچه سرعت نوشتن بسیار سریع‌تر از نوشتن با DNA سنتزی است، خواندن با درشت‌ـ مولکول می‌تواند سریع‌تر و ارزان‌تر باشد.
بی‌تردید با فناوری سریع‌تر، سرعت گروه افزایش خواهد یافت. برای نمونه، در یک چاپگر جوهرافشان که می‌تواند هزار قطره در ثانیه تولید کند، اطلاعات بیشتری در فضاهای کوچک‌تر ثبت می شود. طیف‌سنج‌های جرمی پیشرفته می‌توانند حتی اطلاعات بیشتری را در زمانی کوتاه در اختیار شما قرار دهند.
این گروه همچنین می‌تواند پایداری، قیمت و ظرفیت ذخیره‌سازی مولکولی را با گروه‌های مختلف از مولکول‌ها بهبود بخشد. الیگوپپتیدها به طور سفارشی ساخته شده‌اند و بنابراین گران‌ترند اما سازندگان کتابخانه‌های آینده می‌توانند مولکول‌های ارزان‌قیمت مانند آلکان‌تیول‌ها۶ را خریداری کنند که در این صورت فقط یک سنت برای ثبت ۱۰۰،۰۰۰،۰۰۰ بایت اطلاعات هزینه می‌شود.
برخلاف دیگر سامانه‌ها، ذخیره‌سازی اطلاعات مولکولی روی یک مولکول خاص انجام می‌گیرد. این رویکرد می‌تواند هر مولکول قابل خواندن را تا زمانی استفاده کند که بتوان آن را به بایت‌های قابل تشخیص تبدیل کرد.
الیگوپپتیدها و گزینه‌های مشابه آن‌ها، هم‌اکنون انعطاف‌پذیر هستند. بنابه این مقاله در شرایط مناسب، الیگوپپتیدها پایداری صدها و هزاران ساله دارند. مولکول‌های مقاوم می‌توانند بدون نور و اکسیژن، در دمای بالا و خشکسالی پایدار بمانند. برخلاف ابر، که هکرها می‌توانند از صندلی راحت مورد علاقه خود به آن‌ها دسترسی داشته باشند، ذخیره‌سازی مولکولی تنها به‌صورت شخصی قابل دسترسی است. حتی اگر یک دزد اطلاعاتی را پیدا کند برای بازیابی کد، کمی به دانستن شیمی نیازمند است.
کتابخانه مولکولی مقیاس‌پذیر کفرتی گزینه‌ای پایدار، بی‌نیاز از صرف انرژی و مقاوم در برابر پوسیدگی برای ذخیره‌سازی اطلاعات آینده است. بنابراین، اگر کتاب‌ها بسوزند، رایانه‌ها هک شوند و DVDها خراب شوند، یک whack-a-mole پر از اطلاعات می‌تواند اطلاعات را برای آیندگان، محفوظ نگه دارد.
1. cloud
2. Cafferty, B.
3. the lab of George Whitesides
4. Mrksich, M.
5. Northwestern
6. alkanethiols
1. Preserving the contents of the New York Public Library in a teaspoon of protein, without energy, for millions of years
2. phys.org/news/2019-05-contents-york-library-teaspoon-protein.html