DNA könnte zum Super-Datenspeicher werden

Forscher der Pennsylvania State University tüfteln an Kombination mit einem Perowskit-Kristall

DNA-Struktur: Diese bietet das Potenzial für neuen Super-Datenspeicher (Foto: psu.edu)

University Park (pte004/26.02.2026/06:10)

Die DNA kann pro Gramm etwa 215 Mio. Gigabyte an Daten speichern. Das ist weit mehr als die effizientesten Datenspeicher, die Menschen bisher entwickelt haben. Sie bildet die Basis für effizientere Rechenzentren, schnellere Datenverarbeitung und die Möglichkeit zur Verarbeitung weitaus komplexerer Daten. Hierfür muss die DNA mit Elektronik jedoch kompatibel gemacht werden. Forscher der Pennsylvania State University zeigen nun, wie diese Kompatibilitätslücke zu überbrücken ist.

Biohybrides System

Basismaterialien sind synthetische DNA und ein halbleitendes Material mit einer kristallinen Perowskit-Struktur, das in Solarzellen, Lasern und Datenspeichergeräten verwendet wird. "Biologie und Elektronik sind unterschiedliche Bereiche. Um diese beiden Bereiche zu verbinden, mussten wir eine völlig neue Materialplattform entwickeln, die ein nahtloses Zusammenwirken ermöglicht", sagt Forscherin Kavya S. Keremane.

Durch die Kombination der Informationsspeicherkapazitäten der DNA mit den außergewöhnlichen elektronischen Eigenschaften von Perowskit-Halbleitern haben die Wissenschaftler eigenen Angaben nach ein biohybrides System geschaffen, das die Art und Weise, wie energiesparende Speichergeräte konstruiert werden können, grundlegend verändert.

Neuronen als Vorbild

Auf der Basis der beiden Ausgangsmaterialeien haben die Forscher einen Memristor entwickelt. Das ist ein Zwitter aus Transistor und Datenspeicher. Diese Fähigkeit, Daten am selben Ort zu speichern und zu verarbeiten, ahmt die Funktionsweise von Neuronen im Gehirn nach und ermöglicht potenziell eine simultane und umfassendere Datenverarbeitung.

Allerdings, so die Materialwissenschaftler, funktioniert das nur mit ausreichender Speicherkapazität und Leistung. Beides wäre für eine kosteneffiziente kommerzielle Nutzung zu groß, wenn die DNA nicht in der Lage wäre, Daten mit sehr geringem Energieverbrauch dicht zu packen und zu speichern.

Eine Frage der Energie

"Angesichts der steigenden Nachfrage nach Künstlicher Intelligenz (KI) brauchen wir eine neue Strategie für Geräte mit geringem Stromverbrauch und hoher Speicherkapazität", ergänzt Bed Poudel. KI und künftige Technologien müssten zunehmend auf neuromorphes Computing setzen, das ähnlich wie das menschliche Gehirn mehrere Eingaben gleichzeitig berücksichtigen und Entscheidungen auf der Grundlage vergangener Erfahrungen und zukünftiger Prioritäten treffen kann.

"Normalerweise benötigt man mehr Energie, um mehr Informationen zu speichern. Unser Gerät verbraucht jedoch 100 Mal weniger Energie und hat eine höhere Speicherkapazität als herkömmliche Speichergeräte wie Flash-Laufwerke", so Poudel weiter. Um den Memristor zu entwickeln, haben die Forscher Silbernanopartikel auf eine Schicht aus maßgeschneiderten DNA-Sequenzen aufgebracht. Diese fungieren als Verbindungselemente zum Perowskit-Material, das für die Datenverarbeitung zuständig ist.

Aussender:	pressetext.redaktion
Ansprechpartner:	Wolfgang Kempkens
Tel.:	+43-1-81140-300
E-Mail:	kempkens@pressetext.com
Website:	www.pressetext.com