Neue Forschung zeigt, wie DNA Computer mit Strom versorgen könnte
Ingenieure haben lange davon geträumt, mit der DNA als Rückgrat für die nächste
Generation von Computer-Schaltungen. Neue Forschung zeigt, wie es sein könnte
getan.
Anstelle von herkömmlichen
Schaltungen aus Silizium gebaut, mit dem elektrischen Strom, Computer
Ingenieure nutzen die einzigartigen Eigenschaften der DNA, die
Doppel-Helix-Molekül, das Lebenswerk Informationen trägt.
"Konventioneller Technik hat seine physikalischen Grenzen erreicht", sagte Chris
Dwyer, Assistant Professor für elektrische und Computer engineering bei
Duke University Pratt School of Engineering.
Dwyer kürzlich gezeigt, dass durch einfaches Mischen angepasste Schnipsel
von DNA und anderen Molekülen könnte er Milliarden von identischen erstellen,
winzige, Waffel wirkende Strukturen.
Diese Nanostrukturen
als Bausteine für eine Vielzahl von leitungsvermittelte lässt dann
Anwendungen, von der Biomedizin bis hin zu den rechnerischen.
Schlüssel zu dem Versprechen diese DNA Nanostrukturen ist eine Fähigkeit
schnell zwischen Nullen oder Einsen – die grundlegende ein-/binäre Aktion "wechseln"
Diese Befugnisse Berechnung. Licht kann verwendet werden, um ähnliche binäre zu stimulieren
Antworten von DNA-basierten wechselt, aber mit einer viel schnelleren Rate als in
Silizium.
"Wenn Licht auf die Chromophore gerichtet ist" – Teile der DNA verantwortlich
für seine Farbe – ""sie absorbieren, es spannend die Elektronen"sagte Dwyer.
"Die freigesetzten Energie geht auf eine andere Art der Chromophor in der Nähe
das absorbiert die Energie und strahlt dann Licht einer anderen Wellenlänge.
Dieser Unterschied bedeutet dieser Ausgang Licht leicht unterschieden werden können
vor dem Eingang Licht mit Hilfe eines Detektors."
Dwyer, fügte hinzu: "Dies ist die erste Demonstration einer solchen aktiven und
schnelle Abwicklung und Kapazität auf molekularer Ebene zu spüren."
Bauen mit Bausteine des Lebens
Mit diesem Bio-basierten System Dwyer glaubt, dass Logik an Schaltungen der
Herzen von Computern kann kostengünstig in produziert fast grenzenlos
Mengen. An einem einzigen Tag geht die Argumentation, eine einsame Doktorand
in einem Labor konnte die Bank mehr einfache Logikschaltungen als produzieren die
gesamte Weltproduktion von Silizium-chips in einem Monat.
DNA ist eine gut verständliche Molekül bestehend aus Paaren von kostenlosen
Nukleotidbasen, die eine Affinität für einander haben. Angepasst
DNA-Schnipsel können billig synthetisiert werden, indem man die Paare in jedem
bestellen.
In ihren Experimenten genutzt die Forscher DNA natürliche Fähigkeit
an entsprechenden und speziellen Bereichen andere DNA-Schnipsel anknüpfen.
Dwyer verwendet eine Jigsaw Puzzle-Analogie, um den Prozess von dem, was beschreiben
passiert, wenn die Waffel Zutaten miteinander, in vermischt sind einem
Container.
"Es ist wie sich Teile eines Puzzles, warf sie in eine Kiste und als
Schütteln Sie die Box, die Stücke finden nach und nach ihre Nachbarn zu bilden die
Puzzle,"sagte er. "Was wir gemacht haben war zu Milliarden von diesen puzzle
Stücke, werfen sie zusammen zur Form Milliarden von Kopien der gleichen
Puzzle."
In den jüngsten Experimenten hatte das Waffel-Rätsel 16 Stück mit der
Chromophore auf die Waffel Bergrücken gelegen. Komplexere Schaltungen können
erstellt von Bauwerken, bestehend aus vielen dieser kleinen
Komponenten, oder durch den Bau von größeren Waffeln.
Neben dem Einsatz in der Datenverarbeitung sagte Dwyer, da diese
Nanostrukturen sind im Grunde viele biomedizinische Sensoren
Bewerbungen sind möglich. Winzige Nanostrukturen könnte gebaut werden
könnte reagieren auf verschiedene Proteine, die Markierungen für die Krankheit in eine
Tropfen Blut.
Erschien eine Studie, die Ergebnisse beschreibt letzten Monat in der
kleinesTagebuch.
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