Исследователи из Колумбийского университета представили революционную технологию, позволяющую создавать сложные трехмерные структуры, используя в качестве основного строительного материала ДНК и воду. Этот научный прорыв открывает новые горизонты для создания миниатюрной электроники, медицинских устройств и высокопроизводительных вычислительных систем нового поколения.
В основе метода лежит принцип самосборки, вдохновленный природными процессами, сообщает Naked Science. Ученые программируют нити ДНК таким образом, чтобы они самостоятельно сворачивались в воксельные каркасы — своего рода «умные» кубики, которые затем соединяются друг с другом в заранее определенной последовательности, формируя сложные трехмерные объекты на наноуровне.
Данный подход кардинально отличается от традиционных методов, таких как фотолитография или 3D-печать, которые не могут работать с такой высокой точностью на наноуровне и являются последовательными. Новая технология позволяет осуществлять массовую параллельную сборку непосредственно в водной среде, что делает процесс быстрым, экономичным и экологически чистым. Для упрощения задачи был разработан специальный алгоритм, который позволяет по заданной конечной структуре рассчитать необходимые исходные компоненты ДНК.
Платформа является универсальной: внутрь ДНК-каркасов можно помещать различные наночастицы, придавая конечному материалу нужные свойства, например, оптические, электрические или биологические. Команда уже продемонстрировала создание светочувствительных сенсоров и кристаллических структур для управления светом. В перспективе исследователи планируют создавать еще более сложные объекты, включая схемы, имитирующие нейронные сети человеческого мозга.
