Dây điện làm từ DNA. Thư viện kỹ thuật miễn phí

TIN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, SỰ PHÁT TRIỂN TRONG ĐIỆN TỬ
Thư viện kỹ thuật miễn phí / nguồn cấp tin tức

Dây điện DNA

29.06.2016

Các nhà nghiên cứu tại Đại học Bang Arizona và Đại học Duke đã phát hiện ra rằng hệ thống dây điện tốt về nguyên tắc có thể được tạo ra từ DNA.

Không quá nhiều khi bản thân DNA dài và xoắn lại giống như một sợi dây điện. Mọi phân tử là một nguyên tử mà các electron có thể tự do ở một mức độ nào đó. Các electron tự do có thể chạy từ nơi này sang nơi khác, tất nhiên được cung cấp rằng chúng có một nơi nào đó để chạy. DNA có các electron "có khả năng chạy" như vậy, nhưng trong một thời gian dài, người ta vẫn chưa rõ chính xác cách chúng có thể di chuyển xung quanh phân tử.

Như bạn đã biết, thuyết nhị nguyên sóng lượng tử vốn có trong các điện tử, tức là chúng hoạt động cả dưới dạng hạt (lượng tử) và như sóng. Trước đó, Nongjian Tao, David N. Beratan và các đồng nghiệp của họ đã phát hiện ra rằng các electron DNA hoạt động khác nhau ở các khoảng cách khác nhau: nếu ở một khoảng cách ngắn, các electron lan truyền như một làn sóng, thì ở một khoảng cách lớn, chúng lớn hơn giống như các hạt nhảy từ nơi này sang nơi khác , như xảy ra trong chất bán dẫn. Nếu chúng ta nói về hiệu suất, thì phương pháp đầu tiên là thích hợp hơn: các electron "ở dạng sóng" chuyển động êm hơn và nhanh hơn "ở dạng hạt."

Trong các thí nghiệm mới của họ, các nhà nghiên cứu muốn xem liệu có thể làm cho các electron trong DNA "sóng" trong một khoảng cách dài hay không. Như đã biết, mỗi chuỗi ADN gồm nhiều đơn phân: XNUMX bazơ nitơ (A, T, G, C) gắn với đường ribôzơ, mã hóa thông tin di truyền; lần lượt, các ribônuclêôtit với bazơ được nối với nhau thành một sợi chỉ nhờ axit photphoric.

Một sợi DNA kép khá mạnh, nhưng nó có thể uốn cong, thay đổi hình dạng, các thông số của chuỗi xoắn có thể thay đổi theo hướng xoắn nhiều hơn hoặc ít hơn, v.v. - tất cả điều này ảnh hưởng đến cách các electron sẽ di chuyển trong nó. Cuối cùng, trình tự các bazơ cũng rất quan trọng ở đây - có thể giả định rằng một số phức chất của các "chữ cái" di truyền sẽ trở nên dẫn điện hơn các phức chất khác.

Thật vậy, với sự trợ giúp của các mô phỏng trên máy tính, người ta có thể phát hiện ra rằng các khối guanin (G) lặp lại giúp các electron chạy theo sóng không chỉ đối với diện tích nhỏ mà còn ở khoảng cách xa. Và những phần như vậy sẽ giúp các electron đối phó với những trở ngại phát sinh do sự chuyển động của các phần khác nhau của chuỗi DNA, do sự uốn cong, gấp khúc, v.v.

Các thí nghiệm với các đoạn DNA ngắn, chỉ có 6-16 "chữ cái" di truyền cho thấy mọi thứ thực sự như thế này: phức hợp guanin cải thiện độ dẫn điện của phân tử. Vì các cơ sở của chuỗi tương ứng với nhau theo nguyên tắc bổ sung, nghĩa là, nếu một cái có A thì cái kia sẽ có T, và nếu một cái có G, thì cái kia có C, thì các khối guanin trông giống như GC xen kẽ.

Trình tự của DNA ảnh hưởng đến hoạt động của các electron và độ dẫn điện của chính phân tử. Rõ ràng, người ta có thể cố gắng tổng hợp DNA như vậy, trong đó các điện tử sẽ cung cấp độ dẫn điện tốt - một phân tử như vậy có thể cạnh tranh với những nhung mao vi khuẩn đó. Mặt khác, độ dẫn điện phải thay đổi do đột biến, tức là do những thay đổi trong trình tự DNA, bằng cách nào đó có thể được sử dụng trong di truyền y học.

<< Quay lại: Phân tử giao nhau với ánh sáng ở nhiệt độ phòng 29.06.2016

>> Chuyển tiếp: Thuốc tránh thai cho chuột túi 28.06.2016

Tin tức khoa học công nghệ, điện tử mới nhất:

Năng lượng từ không gian cho Starship 08.05.2024

Sản xuất năng lượng mặt trời trong không gian ngày càng trở nên khả thi hơn với sự ra đời của các công nghệ mới và sự phát triển của các chương trình không gian. Người đứng đầu công ty khởi nghiệp Virtus Solis chia sẻ tầm nhìn của mình về việc sử dụng Starship của SpaceX để tạo ra các nhà máy điện trên quỹ đạo có khả năng cung cấp năng lượng cho Trái đất. Startup Virtus Solis đã tiết lộ một dự án đầy tham vọng nhằm tạo ra các nhà máy điện trên quỹ đạo sử dụng Starship của SpaceX. Ý tưởng này có thể thay đổi đáng kể lĩnh vực sản xuất năng lượng mặt trời, khiến nó trở nên dễ tiếp cận hơn và rẻ hơn. Cốt lõi trong kế hoạch của startup là giảm chi phí phóng vệ tinh lên vũ trụ bằng Starship. Bước đột phá công nghệ này được kỳ vọng sẽ giúp việc sản xuất năng lượng mặt trời trong không gian trở nên cạnh tranh hơn với các nguồn năng lượng truyền thống. Virtual Solis có kế hoạch xây dựng các tấm quang điện lớn trên quỹ đạo, sử dụng Starship để cung cấp các thiết bị cần thiết. Tuy nhiên, một trong những thách thức quan trọng ... >>

Phương pháp mới để tạo ra pin mạnh mẽ 08.05.2024

Với sự phát triển của công nghệ và việc sử dụng ngày càng rộng rãi các thiết bị điện tử, vấn đề tạo ra nguồn năng lượng hiệu quả và an toàn ngày càng trở nên cấp thiết. Các nhà nghiên cứu tại Đại học Queensland vừa tiết lộ một phương pháp mới để tạo ra pin kẽm công suất cao có thể thay đổi cục diện của ngành năng lượng. Một trong những vấn đề chính của pin sạc gốc nước truyền thống là điện áp thấp, điều này hạn chế việc sử dụng chúng trong các thiết bị hiện đại. Nhưng nhờ một phương pháp mới được các nhà khoa học phát triển nên nhược điểm này đã được khắc phục thành công. Là một phần trong nghiên cứu của họ, các nhà khoa học đã chuyển sang một hợp chất hữu cơ đặc biệt - catechol. Nó hóa ra là một thành phần quan trọng có thể cải thiện độ ổn định của pin và tăng hiệu quả của nó. Cách tiếp cận này đã làm tăng đáng kể điện áp của pin kẽm-ion, khiến chúng trở nên cạnh tranh hơn. Theo các nhà khoa học, loại pin như vậy có một số ưu điểm. Họ có b ... >>

Nồng độ cồn của bia ấm 07.05.2024

Bia, là một trong những đồ uống có cồn phổ biến nhất, có hương vị độc đáo riêng, có thể thay đổi tùy theo nhiệt độ tiêu thụ. Một nghiên cứu mới của một nhóm các nhà khoa học quốc tế đã phát hiện ra rằng nhiệt độ bia có tác động đáng kể đến nhận thức về mùi vị rượu. Nghiên cứu do nhà khoa học vật liệu Lei Jiang dẫn đầu đã phát hiện ra rằng ở nhiệt độ khác nhau, các phân tử ethanol và nước hình thành các loại cụm khác nhau, ảnh hưởng đến nhận thức về mùi vị rượu. Ở nhiệt độ thấp, nhiều cụm giống kim tự tháp hình thành hơn, làm giảm vị cay nồng của "etanol" và làm cho đồ uống có vị ít cồn hơn. Ngược lại, khi nhiệt độ tăng lên, các cụm trở nên giống chuỗi hơn, dẫn đến mùi cồn rõ rệt hơn. Điều này giải thích tại sao hương vị của một số đồ uống có cồn, chẳng hạn như rượu baijiu, có thể thay đổi tùy theo nhiệt độ. Dữ liệu thu được mở ra triển vọng mới cho các nhà sản xuất đồ uống, ... >>

Yếu tố nguy cơ chính gây nghiện cờ bạc 07.05.2024

Trò chơi máy tính đang trở thành một hình thức giải trí ngày càng phổ biến trong thanh thiếu niên, nhưng nguy cơ nghiện game vẫn là một vấn đề đáng kể. Các nhà khoa học Mỹ đã tiến hành một nghiên cứu để xác định các yếu tố chính góp phần gây ra chứng nghiện này và đưa ra các khuyến nghị để phòng ngừa. Trong suốt sáu năm, 385 thanh thiếu niên đã được theo dõi để tìm ra những yếu tố nào có thể khiến họ nghiện cờ bạc. Kết quả cho thấy 90% người tham gia nghiên cứu không có nguy cơ bị nghiện, trong khi 10% trở thành người nghiện cờ bạc. Hóa ra yếu tố chính dẫn đến chứng nghiện cờ bạc là do mức độ hành vi xã hội thấp. Thanh thiếu niên có mức độ hành vi xã hội thấp không thể hiện sự quan tâm đến sự giúp đỡ và hỗ trợ của người khác, điều này có thể dẫn đến mất liên lạc với thế giới thực và phụ thuộc sâu sắc hơn vào thực tế ảo do trò chơi máy tính cung cấp. Dựa trên kết quả này, các nhà khoa học ... >>

Tiếng ồn giao thông làm chậm sự phát triển của gà con 06.05.2024

Những âm thanh xung quanh chúng ta ở các thành phố hiện đại ngày càng trở nên chói tai. Tuy nhiên, ít người nghĩ đến việc tiếng ồn này ảnh hưởng như thế nào đến thế giới động vật, đặc biệt là những sinh vật mỏng manh như gà con chưa nở từ trứng. Nghiên cứu gần đây đang làm sáng tỏ vấn đề này, cho thấy những hậu quả nghiêm trọng đối với sự phát triển và sinh tồn của chúng. Các nhà khoa học đã phát hiện ra rằng việc gà con ngựa vằn lưng kim cương tiếp xúc với tiếng ồn giao thông có thể gây ra sự gián đoạn nghiêm trọng cho sự phát triển của chúng. Các thí nghiệm đã chỉ ra rằng ô nhiễm tiếng ồn có thể làm chậm đáng kể quá trình nở của chúng và những gà con nở ra phải đối mặt với một số vấn đề về sức khỏe. Các nhà nghiên cứu cũng phát hiện ra rằng những tác động tiêu cực của ô nhiễm tiếng ồn còn ảnh hưởng đến chim trưởng thành. Giảm cơ hội sinh sản và giảm khả năng sinh sản cho thấy những ảnh hưởng lâu dài mà tiếng ồn giao thông gây ra đối với động vật hoang dã. Kết quả nghiên cứu nêu bật sự cần thiết ... >>

Tin tức ngẫu nhiên từ Kho lưu trữ

Phát hiện ôxy siêu nhẹ độc quyền 12.04.2019

Các nhà nghiên cứu Mỹ đã có thể tổng hợp một loại oxy mới - đồng vị siêu nhẹ của nó. Chu kỳ bán rã của nó rất ngắn, do đó chỉ có thể phát hiện oxy-11 từ các sản phẩm của quá trình này. Thí nghiệm và các tính toán kèm theo của các nhà nghiên cứu tại Đại học Connecticut và Western Michigan đã tạo ra hai điều bất ngờ.

Đầu tiên, một nguyên tố hóa học mới bị phân hủy với sự phát ra hai proton cùng một lúc. Đây là một loại phân rã khá hiếm, được phát hiện khá gần đây. Thứ hai, oxy-11 là tấm gương hạt nhân của lithium-11. Nó có 8 proton và 3 neutron, trong khi trong đồng vị nặng của lithium, hạt nhân trái lại bao gồm 3 proton và 8 neutron.

Các phần tử "gương" như vậy có một số đặc tính thú vị ít được nghiên cứu. Chúng có cùng spin và độ chẵn lẻ, và năng lượng liên kết rất gần hoặc giống hệt nhau. Sự suy đoán của hạt nhân vẫn chưa được hiểu rõ, vì vậy việc phát hiện ra một nguyên tố mới, là "sự phản chiếu" của lithium-11 nổi tiếng, sẽ là một công cụ tuyệt vời cho các nhà khoa học.

Việc tìm kiếm các đồng vị của các chất đã biết có ích lợi lớn cho khoa học cơ bản - vật lý và hóa học. Các nhà khoa học khám phá ra các mô hình mới và hiểu rõ hơn về các quá trình xảy ra với sự tham gia của các nguyên tố hóa học khác nhau.

Thấy hết Lưu trữ tin khoa học công nghệ, điện tử mới

Tất cả các ngôn ngữ của trang này

Trang chủ | Thư viện | bài viết | Sơ đồ trang web | Đánh giá trang web