Qian Lab: Η μικρότερη σανίδα Tic-Tac-Toe στον κόσμο κατασκευασμένη από DNA
Αναρωτιέστε ποιο μέλος της οικογένειας θα μοιράσει τα μικρότερα δώρα αυτές τις γιορτές; Θα ήταν δύσκολο να κερδίσεις αυτόν που μόλις έδωσαν στον κόσμο οι ερευνητές του Ινστιτούτου Τεχνολογίας της Καλιφόρνια - με την πιο μικροσκοπική έκδοση του παιχνιδιού tic-tac-toe. Έχοντας χρησιμοποιήσει προηγουμένως τη βιομηχανική νανοκλίμακας για να δημιουργήστε ένα αντίγραφο της εμβληματικής Μόνα Λίζα, φέτος, η ομάδα του Caltech συνέχισε δημιουργώντας μια έκδοση βασισμένη σε DNA του αγαπημένου παιχνιδιού με στυλό και χαρτί που χάνεται χρόνο.
Προτεινόμενα βίντεο
«Στη νανοτεχνολογία του DNA, η μετατόπιση μεταξύ μικρών κλώνων DNA έχει χρησιμοποιηθεί ευρέως για τον έλεγχο της δυναμικής συμπεριφορές σε μοριακά κυκλώματα και ρομπότ», είπε ο Philip Petersen, ένας από τους ερευνητές του έργου. Ψηφιακές Τάσεις. «Σε αυτή τη μελέτη, εφεύραμε έναν νέο μηχανισμό για τον προγραμματισμό της μετατόπισης μεταξύ μεγάλων πλακιδίων DNA, ο οποίος ανοίγει τη δυνατότητα δημιουργίας νανομηχανών με πολύπλοκα αλλά αναδιαμορφώσιμα μέρη».
Η σανίδα tic-tac-toe της ομάδας είναι αυτοσυναρμολογημένη από εννέα πλακίδια origami DNA. Κάθε πλακίδιο έχει μια ειδική «κόλλα» στις άκρες που το αφήνει να κολλήσει στα σωστά γειτονικά πλακάκια στον πίνακα. Οι κόλλες αποτελούνται από ένα σύνολο κλώνων DNA που συνδέονται μεταξύ τους με συγκεκριμένους τρόπους. Οι παίκτες κάνουν μια κίνηση προσθέτοντας ένα πλακίδιο origami DNA, με την ένδειξη είτε "X" ή "O", στον δοκιμαστικό σωλήνα που περιέχει τον πίνακα παιχνιδιού. Κάθε παίκτης έχει εννέα πλακίδια για εννέα πιθανές κινήσεις. Αυτά τα πλακίδια μπορούν στη συνέχεια να χρησιμοποιηθούν για να ανταλλάξουν το προηγούμενο πλακίδιο για να καταλάβουν τη θέση τους στον πίνακα παιχνιδιού.
Το να μπορούμε να προγραμματίσουμε την εμφάνιση αυτών των πλακιδίων νανοκλίμακας αναδιατάσσοντας τα μόρια του DNA είναι αρκετά εντυπωσιακό. Αλλά αυτό που το κάνει πιο συναρπαστικό είναι τι θα μπορούσε να σημαίνει αυτή η απόδειξη της ιδέας για το μέλλον της νανοτεχνολογίας.
«Τα τεχνητά μηχανήματα κατασκευάζονται συχνά από αρθρωτά εξαρτήματα που μπορούν να εναλλάσσονται μέσα και έξω όποτε είναι απαραίτητο». Λουλού Κιάν, μας είπε ο Επίκουρος Καθηγητής Βιομηχανικής. «Για παράδειγμα, όταν ένα σύμπλεγμα υπολογιστή παρουσιάζει βλάβη στον σκληρό δίσκο, μπορεί να χρησιμοποιηθεί ένας δίσκος εναλλαγής εναλλαγής για να αντικαταστήσει τον κατεστραμμένο και να διορθώσει το πρόβλημα χωρίς καν να απενεργοποιήσετε τον υπολογιστή. Όταν μια ψηφιακή φωτογραφική μηχανή γεμίζει με φωτογραφίες κατά τη διάρκεια ενός μεγάλου ταξιδιού, η κάρτα μνήμης μπορεί εύκολα να αντικατασταθεί με μια άλλη… Η δυνατότητα αποτελεσματικής η αναδιαμόρφωση ενός πολύπλοκου τμήματος ενός μηχανήματος είναι σημαντική υπό διάφορες συνθήκες, όπως η επισκευή, η αναπλήρωση, η αναβάθμιση και ο επαναπροσδιορισμός των λειτουργιών του μηχανές."
Στο μέλλον, οι μηχανές νανοκλίμακας που κατασκευάζονται από μόρια θα πρέπει επίσης να έχουν επαναδιαμορφώσιμα αρθρωτά εξαρτήματα. Για να γίνει αυτό δυνατό, θα είναι σημαντικό να καταλάβουμε πώς να το κάνουμε αυτό μέσω προγραμματισμού σε αυτο-αναδιαμόρφωση. Χάρη στο Caltech, είμαστε ένα βήμα πιο κοντά.
Μια εργασία που περιγράφει την έρευνα ήταν που δημοσιεύτηκε πρόσφατα στο περιοδικό Nature Communications.
Αναβαθμίστε τον τρόπο ζωής σαςΤο Digital Trends βοηθά τους αναγνώστες να παρακολουθούν τον γρήγορο κόσμο της τεχνολογίας με όλα τα τελευταία νέα, διασκεδαστικές κριτικές προϊόντων, διορατικά editorial και μοναδικές κρυφές ματιές.
