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《自然 通讯》:化学家跨界玩情报 精选

已有 7475 次阅读 2015-8-2 23:03 |系统分类:论文交流

身处于信息化的当下,数据的编码和存储是信息化社会的基础。大家对战争片中电报机发出的滴滴哒哒的声音并不陌生,然而并没有多少人知道背后的原理。1832年,莫尔斯发明了用于无线电通讯的莫尔斯码。如图a所示,它由两种基本信号和不同的间隔时间组成:短促的点信号“·”,读“滴”(Di);保持一定时间的长信号“—”,读“嗒”(Da)。间隔时间:滴,1t;嗒,3t;滴嗒间,1t;字符间,3t;字间,7t。距离我们生活更近的各种智能手机背后的信息编码和存储处理都是依靠着二进制0和1的编码方式,如图b所示,的确,可能你都没法想象精彩纷呈手机的背后就是这看似枯燥的0和1。值得一提的是,1679年,是德国数学家莱布尼茨第一次引入了二进制。地球上多姿多彩的生命信息实际上是存储在一个叫做DNA的天然高分子中,四种不同的脱氧核糖核酸(A,T,C,G)的排列组合构成了从花花草草到参天大树,从鳄鱼大象到到猴子猩猩以及人类的全部遗传和编码信息,如图C。


近日,来自法国的高分子学家Jean Francois Lutz和他领导的小组合成了一种高分子材料,由两种不同的单体(分别代表0和1)聚合而成。如下图所示,当R基团是甲基的时候代表1,是氢原子的时候代表0,两者分子量相差14。最后合成出来的长链高分子通过质谱测量分子量从而解码出最初被编码进去的信息。




可以想象一下如果我们把这项技术用于情报递送,想要破解那可就真的难了,因为一般的密码学家要么是数学家要么是计算机学家,但是他们都不懂化学,化学家跨界玩密码也是很厉害的。举个例子,现在要传递11010这个情报,一个擅长有机合成的化学家淡定地在瓶瓶罐罐里头先合成了编码11010的高分子(图a),大大方方地派人送到目的地,目的地那儿有个接头的化学家,擅长质谱分析,质谱报告出来了如图b所示,一番分析,11010就被破译了出来。


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