Auch mit einzelnen Kunststoffmolekülen lassen sich digitale Daten speichern. Diese polymeren Datenspeicher wären 100-mal kleiner als übliche Festplatten. Wie man dabei vorgehen könnte, zeigen nun Forscher um Abdelaziz Al Ouahabi von der Université de Strasbourg in der aktuellen Ausgabe des Fachmagazins "Nature Communications". Sie verschlüsselten mehrere Bytes in Form eines langkettigen Moleküls und lasen es anschließend wieder aus. Als Lesegerät diente ein Massenspektrometer.

Jedes Bit entspricht dabei einem Baustein des Polymers. Um die Nullen und Einsen des Binärkodes darzustellen, benötigen die Forscher also insgesamt zwei durch Phosphatgruppen unterschiedene Bausteine (Monomere), die sie wie Perlen einer Kette aneinanderreihen. Nach je acht Bits fügten Al Ouahabi und Team einen individuellen Marker sowie eine chemische Sollbruchstelle ein. Insgesamt acht solcher Acht-Bit-Sequenzen konnten die Forscher miteinander verknüpfen.

Für einen ersten Test dieses Prinzips haben sie das Wort "sequence" in ASCII-Kode umgeschrieben und dann zu einer entsprechenden Molekülkette zusammengebaut. Um die kodierten Daten auszulesen, brachen sie das Polymer zunächst an den Sollbruchstellen auf und analysierten dann die einzelnen Bruchstücke. Der Marker verriet ihnen, an welcher Stelle sie sich befanden; eine besondere Messtechnik des Massenspektrometers zeigte, in welcher Reihenfolge die binären Bausteine in jedem Bruchstück vorlagen. Auf diese Weise konnten sie die ursprüngliche Abfolge genau rekonstruieren.

Mit den künstlichen Polymeren lässt sich der Platzbedarf für digitale Daten extrem reduzieren. In der Vorstellung der Forscher sollen große Datenmengen auf zahllose derartige Polymerketten verteilt werden, die jeweils mit einem Adressanhängsel identifiziert werden. Auch Biopolymere wie eine künstlich aufgebaute DNA können nach dem gleichen Prinzip als molekulare Speicher geeignet sein. Hier hapert es allerdings derzeit noch am zügigen und einfachen Wiederauslesen. Denn um eine digital verschlüsselte DNA entziffern zu können, sind aufwändige vorbereitende Prozesse notwendig. Das Forscherteam um Al Ouahabi dagegen beschreibt ein Verfahren, bei dem die Daten vergleichsweise leicht auszulesen sind. Eben auch weil Massenspektrometer etablierte Messgeräte sind, die in der Chemie routinemäßig eingesetzt werden.

In ihrem Test werteten die Forscher die Messergebnisse manuell aus und brauchten dazu noch einige Stunden, die Zeit soll aber auf einige Millisekunden reduzierbar sein. Jetzt dürfen die Forscher nur nicht vergessen, auch die Auslesegeräte noch zu verkleinern.