Los seres vivos contienen sus propias instrucciones de montaje y funcionamiento en forma de ADN. Ese no es el caso con los objetos inanimados: cualquier persona que desee imprimir un objeto en 3D también requiere un conjunto de instrucciones. Si luego eligen imprimir ese mismo objeto nuevamente años después, necesitan acceder a la información digital original. El objeto en sí no almacena las instrucciones de impresión.
Los investigadores de ETH Zurich ahora han colaborado con un científico israelí para desarrollar un medio para almacenar información extensa en casi cualquier objeto. «Con este método, podemos integrar instrucciones de impresión 3D en un objeto, de modo que después de décadas o incluso siglos, será posible obtener esas instrucciones directamente del propio objeto», explica Robert Grass, profesor del Departamento de Química y Ciencias. Biociencias Aplicadas. La forma de almacenar esta información es la misma que para los seres vivos: en moléculas de ADN.
«ADN de las cosas»
Varios desarrollos de los últimos años han hecho posible este avance. Uno de ellos es el método de Grass para marcar productos con un «código de barras» de ADN incrustado en minúsculas perlas de vidrio. Estas nanoesferas tienen varios usos; por ejemplo, como trazadores para pruebas geológicas o como marcadores para productos alimenticios de alta calidad, distinguiéndolos así de las falsificaciones. El código de barras es relativamente corto: solo un código de 100 bits (100 lugares llenos de «0» o «1»). Esta tecnología ahora ha sido comercializada por Haelixa, spin-off de ETH.
Al mismo tiempo, se ha hecho posible almacenar enormes volúmenes de datos en el ADN. El colega de Grass, Yaniv Erlich, un científico informático israelí, desarrolló un método que teóricamente hace posible almacenar 215.000 terabytes de datos en un solo gramo de ADN. Y el propio Grass pudo almacenar un álbum de música completo en ADN, el equivalente a 15 megabytes de datos.
Los dos científicos ahora han combinado estos inventos en una nueva forma de almacenamiento de datos, como informan en la revista Nature Biotechnology . Llaman a la forma de almacenamiento «ADN de las cosas», un despegue del Internet de las cosas, en el que los objetos se conectan con la información a través de Internet.
Comparable a la biología
Como caso de uso, los investigadores imprimieron en 3D un conejo de plástico, que contiene las instrucciones (alrededor de 100 kilobytes de datos) para imprimir el objeto. Los investigadores lograron esto agregando pequeñas perlas de vidrio que contenían ADN al plástico. «Al igual que los conejos reales, nuestro conejo también lleva su propio modelo», dice Grass.
Y al igual que en biología, este nuevo método tecnológico retiene la información durante varias generaciones, una característica que los científicos demostraron al recuperar las instrucciones de impresión de una pequeña parte del conejo y usarlas para imprimir una completamente nueva. Pudieron repetir este proceso cinco veces, esencialmente creando el «tatara-tatara-tatara-nieto» del conejo original.
“Todas las demás formas conocidas de almacenamiento tienen una geometría fija: un disco duro tiene que verse como un disco duro, un CD como un CD. No se puede cambiar la forma sin perder información”, dice Erlich. «El ADN es actualmente el único medio de almacenamiento de datos que también puede existir como líquido, lo que nos permite insertarlo en objetos de cualquier forma».
Ocultar información
Otra aplicación de la tecnología sería ocultar información en objetos cotidianos, una técnica a la que los expertos se refieren como esteganografía. Para mostrar esta aplicación, los científicos recurrieron a la historia: entre los escasos documentos que dan fe de la vida en el gueto de Varsovia durante la Segunda Guerra Mundial se encuentra un archivo secreto, que fue reunido por un historiador judío y residente del gueto en ese momento y escondido de las tropas de Hitler. en latas de leche. Hoy, este archivo está incluido en el Registro de la Memoria del Mundo de la UNESCO.
Grass, Erlich y sus colegas utilizaron la tecnología para almacenar un cortometraje sobre este archivo (1,4 megabytes) en perlas de vidrio, que luego vertieron en las lentes de anteojos comunes. «No sería ningún problema pasar un par de anteojos como este por la seguridad del aeropuerto y así transportar información de un lugar a otro sin ser detectado», dice Erlich. En teoría, debería ser posible ocultar las perlas de vidrio en cualquier objeto de plástico que no alcance una temperatura demasiado alta durante el proceso de fabricación. Dichos plásticos incluyen epóxidos, poliéster, poliuretano y silicona.
Marcado de medicamentos y materiales de construcción
Además, esta tecnología podría usarse para marcar medicamentos o materiales de construcción como adhesivos o pinturas. La información sobre su calidad podría almacenarse directamente en el medicamento o el material mismo, explica Grass. Esto significa que las autoridades de supervisión médica podrían leer los resultados de las pruebas del control de calidad de la producción directamente del producto. Y en los edificios, por ejemplo, los trabajadores que realizan renovaciones pueden averiguar qué productos de qué fabricantes se utilizaron en la estructura original.
Por el momento, el método sigue siendo relativamente caro. Traducir un archivo de impresión 3D como el que está almacenado en el ADN del conejo de plástico cuesta alrededor de 2.000 francos suizos, dice Grass. Una gran suma de eso se destina a sintetizar las moléculas de ADN correspondientes. Sin embargo, cuanto mayor sea el tamaño del lote de objetos, menor será el costo unitario.
