Böcker kan brinna. Datorer blir hackade. DVD-skivor försämras. Teknik för att lagra information – bläck på papper, datorer, CD- och DVD-skivor, och även DNA – fortsätt att förbättras. Och ändå, hot så enkla som vatten och så komplexa som cyberattacker kan fortfarande korrumpera våra register.

När databoomen fortsätter att booma, mer och mer information arkiveras på mindre och mindre utrymme. Till och med molnet – vars namn lovar ogenomskinligt, oändligt med utrymme – kommer så småningom att ta slut på utrymme, kan inte hindra alla hackare, och slukar energi. Nu, ett nytt sätt att lagra information kan stabilt hysa data i miljontals år, liv utanför det hackbara internet, och, en gång skrivit, använder ingen energi. Allt du behöver är en kemist, några billiga molekyler, och din värdefulla information.

"Tänk att förvara innehållet i New York Public Library med en tesked protein, " säger Brian Cafferty, första författare på papperet som beskriver den nya tekniken och en postdoktor i George Whitesides labb, Woodford L. och Ann A. Flowers University Professor vid Harvard University. Verket utfördes i samarbete med Milan Mrksich och hans grupp vid Northwestern University.

"Åtminstone i detta skede, vi ser inte att denna metod konkurrerar med befintliga metoder för datalagring, " säger Cafferty. "Vi ser det istället som ett komplement till dessa teknologier och, som ett första mål, väl lämpad för långtidslagring av arkivdata."

Caffertys kemiska verktyg kanske inte ersätter molnet. Men arkiveringssystemet erbjuder ett lockande alternativ till biologiska lagringsverktyg som DNA. Nyligen, forskare upptäckte hur man manipulerar vår lojala väktare av genetisk information för att koda mer än bara ögonfärg. Forskare kan nu syntetisera DNA-strängar för att registrera all information, inklusive kattvideor, kosttrender, och matlagningskurser (om de borde är en annan fråga).

Men även om DNA är litet jämfört med datorchips, makromolekylen är stor i den molekylära världen. Och, DNA-syntes kräver skickligt och ofta repetitivt arbete. Om varje meddelande behöver designas från början, lagring av makromolekyler kan bli ett långt och dyrt arbete.

"Vi bestämde oss för att utforska en strategi som inte lånar direkt från biologin, " säger Cafferty. "Vi förlitade oss istället på tekniker som är vanliga inom organisk och analytisk kemi, och utvecklat ett tillvägagångssätt som använder små, lågmolekylära molekyler för att koda information."

Med bara en syntes, teamet kan producera tillräckligt med små molekyler för att koda flera kattvideor samtidigt, vilket gör denna metod mindre arbetsintensiv och billigare än en baserad på DNA.

För sina lågviktiga molekyler, laget valde oligopeptider (två eller flera peptider bundna tillsammans), som är vanliga, stabil, och mindre än DNA, RNA eller proteiner.

Oligopeptider varierar också i massa, beroende på deras antal och typ av aminosyror. Blandade ihop, de kan skiljas från varandra, som bokstäver i alfabetssoppa.

Att göra ord från bokstäverna är lite komplicerat:I en mikrobrunn – som en miniatyrversion av en mullvad men med 384 molhål – innehåller varje brunn oligopeptider med varierande massa. Precis som bläck absorberas på en sida, oligopeptidblandningarna sätts sedan ihop på en metallyta där de lagras. Om teamet vill läsa tillbaka vad de "skrev, "de tar en titt på en av brunnarna genom en masspektrometer, som sorterar molekylerna efter massa. Detta talar om för dem vilka oligopeptider som finns eller saknas:Deras massa ger dem bort.

Sedan, att översätta virrvarret av molekyler till bokstäver och ord, de lånade den binära koden. Ett "M, " till exempel, använder fyra av åtta möjliga oligopeptider, var och en med olika massa. De fyra som flyter i brunnen får en "1, " medan de fyra saknade får en "0." Den molekylär-binära koden pekar på en motsvarande bokstav eller, om informationen är en bild, en motsvarande pixel.

Med denna metod, en blandning av åtta oligopeptider kan lagra en byte med information; 32 kan lagra fyra byte; och fler skulle kunna lagra ännu mer.

Än så länge, Cafferty och hans team "skrev, " lagrat, och "läs" fysikern Richard Feynmans berömda föreläsning "Det finns gott om plats längst ner, "ett foto av Claude Shannon (känd som informationsteorins fader), och Hokusais träklossmålning Den stora vågen utanför Kanagawa. Eftersom det globala digitala arkivet beräknas nå 44 biljoner gigabyte år 2020 (tio gånger så mycket som 2013), en bild av en tsunami verkar lämplig.

Just nu, teamet kan hämta sina lagrade mästerverk med 99,9 % noggrannhet. Deras "skrivande" är i genomsnitt 8 bitar per sekund och "läsning" är i genomsnitt 20 bitar per sekund. Även om deras "skrivhastighet" vida överträffar skrivandet med syntetiskt DNA, läsning kan vara både snabbare och billigare med makromolekylen.

Men, med snabbare teknik, lagets hastigheter kommer säkerligen att öka. En bläckstråleskrivare, till exempel, kan generera fall med hastigheter på 1, 000 per sekund och stoppa in mer information på mindre områden. Och, förbättrade masspektrometrar skulle kunna ta in ännu mer information åt gången.

Teamet kan också förbättra stabiliteten, pris, och kapaciteten hos deras molekylära lagring med olika klasser av molekyler. Deras oligopeptider är skräddarsydda och, därför, dyrare. Men framtida biblioteksbyggare skulle kunna köpa billiga molekyler (som alkantioler) som skulle kosta bara en cent för att spela in 100, 000, 000 bitar information.

Till skillnad från andra lagringssystem för molekylär information, som förlitar sig på en specifik molekyl, detta tillvägagångssätt kan använda vilken formbar molekyl som helst så länge den kan manipuleras till särskiljbara bitar.

Oligopeptider - och liknande val - är redan motståndskraftiga. "Oligopeptider har stabilitet på hundratals eller tusentals år under lämpliga förhållanden, " enligt tidningen. De härdiga molekylerna kunde hålla ut utan ljus eller syre, i hög värme och torka. Och, till skillnad från molnet, som hackare kan komma åt från sin favoritfåtölj, den molekylära lagringen kan endast nås personligen. Även om en tjuv hittar dataförrådet, det behövs lite kemi för att hämta koden.

Caffertys skalbara molekylära bibliotek är en stabil, nollenergi, och korruptionsbeständigt alternativ för framtida informationslagring. Så, om böcker brinner, datorer hackas, och DVD-skivor misslyckas, en mullvad full av information kan fortsätta att påminna framtida mänsklighet om hur mycket vi älskar en bra kattvideo.

Studien publiceras i ACS Central Science .