根据来自美国物理学家组织网5月12日消息,美国杜克大学研究人员称,他们利用携带全部生命信息的DNA的独特双螺旋结构,将经过改造的DNA片段和其他分子进行简单混合,即可制造出无数个同样的、细小的、像华夫饼干一样的器件。利用这种技术,将来或只需一天时间就可达到现在全球每月的芯片生产量。未来的电脑中或将不再使用硅芯片,而使用由DNA片段制造的逻辑芯片。同时,由于这些纳米结构从根本上来说就是传感器,因此,它亦可应用于生物医学。研究人员可据此制造出细小的纳米器件,以对作为疾病标识的不同蛋白作出反应。
DNA由多对核苷酸碱基组成,这些碱基之间的关系非常密切,研究小组通过将这些碱基对以不同的顺序进行排列,得到了不同的DNA片段。这个过程类似于玩拼图游戏:混乱的拼图碎片会慢慢找到它们的邻居,最终成为一幅完整的拼图。研究人员要做的则是将无数个拼图碎片放在一起,然后拼出无数个同样的拼图。
在具体实验中,“华夫饼干”、“拼图”有16块,光敏分子放置在“拼图”的脊线上。当光线照射在光敏分子上时,光敏分子吸收光线,刺激电子,释放出的能量会使附近的另一类光敏分子吸收这些能量,并发射出不同波长的光线。仅用一个探测器就可将输出光线与输入光线区别开来。
研究证明,这些纳米结构能够有效地进行自组装,当在其上添加不同的光敏分子时,这个“华夫饼干”会显示出各种独特的“可编程”特性,因此,通过使用光线来刺激这些光敏分子,研究人员就能够制造出简单的逻辑门(开关)。使用更大一些的“华夫饼干”,可制造出更复杂的电路,而且这种可能性是无限的。
传统的电路使用电流快速地在“0”和“1”之间切换,而在新的器件中,光线可刺激由DNA制造的开关作出同样的反应,且速度更快。研究人员介绍说,这是人类首次证明分子具有如此活跃且快速的处理和传感能力。
备注:2010年第16卷第5期026