Исследователи из Дюкского университета под словом «вафля» могут подразумевать не только вкусный десерт в клеточку, но и инновационную структуру на базе фрагментов ДНК, которая открывает новые горизонты в вычислительной технике.
Редакция ПМ

Множество идентичных наноразмерных структур, внешне напоминающих вафли, получено на основании фрагментов ДНК.

Настанет день, когда единственный студент за лабораторным столом сможет создавать большее количество логических схем, чем производится во всем мире в течение месяца. Так считает Крис Дуайер (Chris Dwyer), инженер из Дюкского университета. Секрет в том, что вместо кремниевых микрочипов, служащих основой для современных вычислительных машин, можно будет применять структуры, использующие уникальные свойства ДНК — двойной спирали, хранящей генетические программы живых организмов.

В своих недавних экспериментах Крис Дуайер продемонстрировал, как путем простого смешивания видоизмененных фрагментов ДНК с другими молекулами можно создавать буквально миллионы полностью идентичных крошечных структур, внешне напоминающих вафли. Эти наноструктуры могут быть использованы в качестве строительных блоков для устройств в различных областях — от биомедицины до вычислительной техники.

«Когда свет попадает на хромофоры, они поглощают энергию излучения, испуская электроны», — говорит Дуайер. «Высвободившаяся энергия поглощается другим типом хромофоров, которые после этого испускают свет на другой длине волны. Эта разница позволяет легко отличить «входящий» свет от «исходящего» с использованием детектора».

Можно заставить основанные на фрагментах ДНК структуры работать подобно элементам кремниевых микросхем, используя для переключения между состояниями «0» и «1» не электричество, а световое излучение. Технология кремниевых чипов уже достигла своих физических пределов, и ученые вынуждены искать альтернативные пути повышения быстродействия компьютеров. Одним из таких путей является предложенная Дуайером методика.

ДНК — хорошо изученная молекула, состоящая из взаимосвязанных повторяющихся блоков (нуклеотидов). Необходимые фрагменты ДНК могут быть синтезированы путем смешивания различных нуклеотидов, благодаря их естественной способности присоединять к себе строго определенные области других фрагментов ДНК. Когда все необходимые «ингридиенты» смешаны, они способны образовывать миллионы идентичных копий одного фрагмента. Их синтез относительно прост и дешев.

В данном эксперименте похожие на вафли структуры с хромофорами на «переборках» формировались из 16 базовых частей. Для построения более сложных схем можно создавать более крупные «вафли» либо составлять их из нескольких мелких. Применение таких наноструктур возможно не только в вычислительной технике. По сути, «вафли» являются сенсорами, которые можно «настроить» на выявление маркеров различных заболеваний в крови человека.

По пресс-релизу Duke University

Интересно как устроен ядерный реактор и могут ли роботы построить дом?
Все о новых технологиях и изобретениях!
Спасибо.
Мы отправили на ваш email письмо с подтверждением.