DNA telah bertukar menjadi gerbang logik. Berita Perpustakaan Teknikal Percuma

BERITA SAINS DAN TEKNOLOGI, KEBAIKAN DALAM ELEKTRONIK
Perpustakaan teknikal percuma / suapan berita

DNA bertukar menjadi gerbang logik

28.03.2019

Sekumpulan saintis yang diketuai oleh penyelidik dari California Institute of Technology telah dapat mengambil langkah kecil tetapi penting dalam pembangunan komputer kimia yang boleh diprogramkan secara sewenang-wenangnya. Sebagai elemen pengkomputeran asas dalam sistem sedemikian, set DNA digunakan, yang, mengikut sifatnya, mempunyai keupayaan untuk mengatur dan berkembang sendiri. Apa yang diperlukan untuk menjalankan sistem pengkomputeran berasaskan DNA ialah air payau yang hangat, algoritma pertumbuhan yang dikodkan DNA, dan set standard asas urutan DNA.

Setakat ini, "pengiraan" dengan DNA telah dijalankan dengan ketat menggunakan mana-mana satu urutan. Untuk pengiraan sewenang-wenangnya, kaedah sedia ada tidak sesuai. Para saintis dari Caltech (Caltech) dapat mengatasi had ini dan membentangkan teknologi yang boleh melaksanakan algoritma sewenang-wenangnya menggunakan satu set asas elemen DNA logik bersyarat dan sampel 355 jujukan DNA asas yang bertanggungjawab untuk algoritma "pengiraan" - analog dengan arahan komputer . Satu "benih" logik dan satu set "arahan" dimasukkan ke dalam larutan garam, selepas itu pengiraan bermula - pemasangan urutan.

Unsur asas atau "benih" ialah konvolusi DNA (origami DNA) - tiub nano 150 nm panjang dan 20 nm diameter. Struktur "benih" kekal praktikal tidak berubah tanpa mengira algoritma yang akan dikira. Pinggiran "benih" dibentuk sedemikian rupa sehingga pemasangan jujukan DNA bermula pada penghujungnya. Sehelai DNA yang semakin meningkat diketahui terhimpun daripada jujukan yang sepadan dengan jujukan yang dicadangkan dari segi struktur molekul dan komposisi kimia, dan bukan secara rawak. Oleh kerana pinggiran "benih" diwakili dalam bentuk enam injap bersyarat, di mana setiap injap mempunyai dua input dan dua output, pertumbuhan DNA mula mematuhi logik tertentu (algoritma) yang, seperti yang telah disebutkan di atas, diwakili oleh set urutan DNA yang diberikan diletakkan dalam larutan 355 pilihan asas.

Para saintis dalam perjalanan eksperimen telah menunjukkan kemungkinan melaksanakan 21 algoritma, termasuk mengira dari 0 hingga 63, memilih pemimpin, menentukan pembahagian dengan tiga dan lain-lain, walaupun semuanya tidak terhad kepada algoritma ini. Proses pengiraan diteruskan langkah demi langkah apabila untaian DNA tumbuh pada semua enam saluran keluar "benih". Proses ini boleh mengambil masa dari satu hingga dua hari. Pengeluaran "benih" mengambil masa dari satu hingga dua jam.

<< Belakang: Cip DDR4 berdasarkan teknologi kelas 10nm generasi ketiga 29.03.2019

>> Ke hadapan: Elektronik untuk membantu pemandu mabuk dan buruk 28.03.2019

Berita terkini sains dan teknologi, elektronik baharu:

Tenaga dari angkasa untuk Starship 08.05.2024

Menghasilkan tenaga suria di angkasa semakin boleh dilaksanakan dengan kemunculan teknologi baharu dan pembangunan program angkasa lepas. Ketua syarikat permulaan Virtus Solis berkongsi visinya menggunakan SpaceX's Starship untuk mencipta loji kuasa orbit yang mampu menggerakkan Bumi. Startup Virtus Solis telah melancarkan projek bercita-cita tinggi untuk mencipta loji kuasa orbit menggunakan Starship SpaceX. Idea ini boleh mengubah dengan ketara bidang pengeluaran tenaga suria, menjadikannya lebih mudah diakses dan lebih murah. Teras rancangan permulaan adalah untuk mengurangkan kos pelancaran satelit ke angkasa menggunakan Starship. Kejayaan teknologi ini dijangka menjadikan pengeluaran tenaga suria di angkasa lebih berdaya saing dengan sumber tenaga tradisional. Virtual Solis merancang untuk membina panel fotovoltaik yang besar di orbit, menggunakan Starship untuk menghantar peralatan yang diperlukan. Walau bagaimanapun, salah satu cabaran utama ...>>

Kaedah baharu untuk mencipta bateri berkuasa 08.05.2024

Dengan perkembangan teknologi dan penggunaan elektronik yang semakin meluas, isu mewujudkan sumber tenaga yang cekap dan selamat menjadi semakin mendesak. Penyelidik di Universiti Queensland telah melancarkan pendekatan baharu untuk mencipta bateri berasaskan zink berkuasa tinggi yang boleh mengubah landskap industri tenaga. Salah satu masalah utama dengan bateri boleh dicas semula berasaskan air tradisional ialah voltan rendahnya, yang mengehadkan penggunaannya dalam peranti moden. Tetapi terima kasih kepada kaedah baru yang dibangunkan oleh saintis, kelemahan ini telah berjaya diatasi. Sebagai sebahagian daripada penyelidikan mereka, saintis beralih kepada sebatian organik khas - katekol. Ia ternyata menjadi komponen penting yang boleh meningkatkan kestabilan bateri dan meningkatkan kecekapannya. Pendekatan ini telah membawa kepada peningkatan ketara dalam voltan bateri zink-ion, menjadikannya lebih berdaya saing. Menurut saintis, bateri sedemikian mempunyai beberapa kelebihan. Mereka mempunyai b ...>>

Kandungan alkohol bir hangat 07.05.2024

Bir, sebagai salah satu minuman beralkohol yang paling biasa, mempunyai rasa uniknya sendiri, yang boleh berubah bergantung pada suhu penggunaan. Satu kajian baru oleh pasukan saintis antarabangsa telah mendapati bahawa suhu bir mempunyai kesan yang ketara terhadap persepsi rasa alkohol. Kajian yang diketuai oleh saintis bahan Lei Jiang, mendapati bahawa pada suhu yang berbeza, molekul etanol dan air membentuk pelbagai jenis kelompok, yang mempengaruhi persepsi rasa alkohol. Pada suhu rendah, lebih banyak gugusan seperti piramid terbentuk, yang mengurangkan kepedasan rasa "etanol" dan menjadikan rasa minuman kurang alkohol. Sebaliknya, apabila suhu meningkat, gugusan menjadi lebih seperti rantai, menghasilkan rasa alkohol yang lebih ketara. Ini menjelaskan mengapa rasa beberapa minuman beralkohol, seperti baijiu, boleh berubah bergantung pada suhu. Data yang diperoleh membuka prospek baharu bagi pengeluar minuman, ...>>

Faktor risiko utama untuk ketagihan perjudian 07.05.2024

Permainan komputer menjadi satu bentuk hiburan yang semakin popular di kalangan remaja, tetapi risiko ketagihan permainan yang berkaitan masih menjadi masalah yang ketara. Para saintis Amerika menjalankan kajian untuk menentukan faktor utama yang menyumbang kepada ketagihan ini dan menawarkan cadangan untuk pencegahannya. Sepanjang enam tahun, 385 remaja telah diikuti untuk mengetahui faktor yang boleh menyebabkan mereka ketagihan perjudian. Keputusan menunjukkan bahawa 90% peserta kajian tidak berisiko mengalami ketagihan, manakala 10% menjadi penagih judi. Ternyata faktor utama dalam permulaan ketagihan perjudian adalah tahap tingkah laku prososial yang rendah. Remaja dengan tahap tingkah laku prososial yang rendah tidak menunjukkan minat terhadap bantuan dan sokongan orang lain, yang boleh menyebabkan kehilangan hubungan dengan dunia sebenar dan pergantungan yang semakin mendalam pada realiti maya yang ditawarkan oleh permainan komputer. Berdasarkan keputusan ini, saintis ...>>

Kebisingan lalu lintas melambatkan pertumbuhan anak ayam 06.05.2024

Bunyi yang mengelilingi kita di bandar moden semakin menusuk. Walau bagaimanapun, sedikit orang berfikir tentang bagaimana bunyi ini menjejaskan dunia haiwan, terutamanya makhluk halus seperti anak ayam yang belum menetas dari telur mereka. Penyelidikan baru-baru ini menjelaskan isu ini, menunjukkan akibat yang serius untuk pembangunan dan kelangsungan hidup mereka. Para saintis telah mendapati bahawa pendedahan anak ayam zebra diamondback kepada bunyi lalu lintas boleh menyebabkan gangguan serius kepada perkembangan mereka. Eksperimen telah menunjukkan bahawa pencemaran bunyi boleh melambatkan penetasan mereka dengan ketara, dan anak ayam yang muncul menghadapi beberapa masalah yang menggalakkan kesihatan. Para penyelidik juga mendapati bahawa kesan negatif pencemaran bunyi meluas ke dalam burung dewasa. Mengurangkan peluang pembiakan dan mengurangkan kesuburan menunjukkan kesan jangka panjang bunyi lalu lintas terhadap hidupan liar. Hasil kajian menyerlahkan keperluan ...>>

Berita rawak daripada Arkib

Bendalir nano untuk pengeluaran minyak 21.09.2020

Penyelidik di Universiti Houston telah menunjukkan bahawa cecair nano kos rendah dan bukan toksik boleh digunakan untuk mengekstrak minyak yang berat dan sangat likat dari takungan dengan cekap.

Apa yang dipanggil minyak berat - hasil daripada struktur molekul minyak - membentuk 70% daripada rizab minyak dunia dan akan diperlukan untuk memenuhi permintaan tenaga yang semakin meningkat sehingga sumber tenaga bersih dibangunkan dan digunakan di mana-mana. Teknologi pengekstrakan minyak moden menggunakan wap adalah mahal dan merosakkan alam sekitar.

Walau bagaimanapun, saintis telah membangunkan cecair nano yang membantu mengekstrak minyak dari takungan menggunakan mekanisme berikut.

Tindak balas kimia yang berlaku apabila nanopartikel natrium bersentuhan dengan air dalam takungan menjana haba, bertindak dengan cara yang sama seperti suntikan wap dan kaedah berasaskan haba lain untuk menolak minyak keluar dari takungan, tanpa memerlukan luaran - dan gas rumah hijau - menghasilkan - sumber haba.

Bendalir nano juga bertindak balas untuk membentuk natrium hidroksida, bahan kimia yang biasa digunakan dalam banjir beralkali di medan minyak. Natrium hidroksida boleh menyebabkan pergerakan dalam minyak dan menyebabkan tindak balas merendahkan kelikatan.

Tindak balas ketiga menghasilkan gas hidrogen yang boleh digunakan untuk banjir air, satu lagi kaedah pemulihan minyak biasa.

Bahan nano natrium tersebar selepas tindak balas, dengan itu tidak merosakkan alam sekitar. Kepekatan optimum akan berbeza-beza bergantung pada keadaan pembangunan individu.

Natrium sangat reaktif dengan air. Ini menunjukkan bahawa ia mungkin berguna untuk pemulihan minyak yang dipertingkatkan. Walau bagaimanapun, ini juga merumitkan penyediaannya - mendedahkannya kepada air terlalu awal akan mengakibatkan kegagalan. Para penyelidik menyelesaikan masalah ini dengan menyediakan nanopartikel natrium dalam minyak silikon, membenarkan bahan itu tersebar ke seluruh tangki sebelum ia bersentuhan dengan air di dalam tangki, menyebabkan tindak balas kimia yang lebih sedikit di kawasan yang lebih besar. Ia juga mungkin untuk menyebarkan nanopartikel natrium dalam pelarut lain, termasuk pentana dan minyak tanah, atau bahkan menggabungkannya dengan polimer atau surfaktan untuk mencapai pemulihan minyak yang lebih tinggi.

Walaupun kertas kerja memfokuskan penggunaan cecair nano untuk meningkatkan pemulihan minyak berat, para saintis menyatakan bahawa ia juga boleh digunakan dalam pengeluaran minyak ringan dan untuk tujuan domestik yang lebih umum seperti membersihkan paip yang tersumbat dengan gris.

Lihat penuh Arkib berita sains dan teknologi, elektronik baharu

Semua bahasa halaman ini

Laman utama | Perpustakaan | artikel | Peta Laman | Ulasan laman web