DNA đã được biến thành cổng logic. 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

DNA biến thành cổng logic

28.03.2019

Một nhóm các nhà khoa học dẫn đầu bởi các nhà nghiên cứu từ Viện Công nghệ California đã có thể thực hiện một bước nhỏ nhưng có ý nghĩa trong việc phát triển máy tính hóa học có thể lập trình tùy ý. Là các yếu tố tính toán cơ bản trong các hệ thống như vậy, các bộ DNA được sử dụng, về bản chất, chúng có khả năng tự tổ chức và phát triển. Tất cả những gì cần thiết để chạy các hệ thống tính toán dựa trên DNA là nước lợ ấm, một thuật toán tăng trưởng được mã hóa DNA và các bộ tiêu chuẩn cơ bản của trình tự DNA.

Cho đến nay, "tính toán" với DNA vẫn được thực hiện nghiêm ngặt bằng cách sử dụng bất kỳ một trình tự nào. Đối với các tính toán tùy ý, các phương pháp hiện có không phù hợp. Các nhà khoa học từ Caltech (Caltech) đã có thể khắc phục hạn chế này và trình bày một công nghệ có thể thực thi các thuật toán tùy ý bằng cách sử dụng một tập hợp cơ bản của các phần tử DNA logic có điều kiện và một mẫu gồm 355 trình tự DNA cơ bản chịu trách nhiệm cho thuật toán "tính toán" - tương tự như các lệnh máy tính . Một "hạt giống" hợp lý và một tập hợp các "hướng dẫn" được đưa vào dung dịch nước muối, sau đó bắt đầu tính toán - sự lắp ráp của trình tự.

Phần tử cơ bản hay "hạt giống" là một chuỗi chập DNA (DNA origami) - một ống nano dài 150 nm và đường kính 20 nm. Cấu trúc của "hạt giống" thực tế vẫn không thay đổi bất kể thuật toán sẽ được tính toán như thế nào. Vùng ngoại vi của "hạt giống" được hình thành theo cách mà quá trình lắp ráp chuỗi DNA bắt đầu từ cuối. Một chuỗi DNA đang phát triển được biết là được lắp ráp từ các trình tự phù hợp với các trình tự được đề xuất về cấu trúc phân tử và thành phần hóa học, chứ không phải ngẫu nhiên. Vì ngoại vi của "hạt giống" được biểu diễn dưới dạng sáu van điều kiện, trong đó mỗi van có hai đầu vào và hai đầu ra, sự phát triển của DNA bắt đầu tuân theo một lôgic nhất định (thuật toán), như đã đề cập ở trên, được biểu thị bằng một đã cho tập hợp các trình tự DNA được đặt trong một giải pháp gồm 355 lựa chọn cơ bản.

Các nhà khoa học trong quá trình thử nghiệm đã chỉ ra khả năng thực hiện 21 thuật toán, bao gồm đếm từ 0 đến 63, chọn người dẫn đầu, xác định phép chia cho ba và những thuật toán khác, mặc dù mọi thứ không chỉ giới hạn ở những thuật toán này. Quá trình tính toán được tiến hành từng bước khi các sợi DNA phát triển trên tất cả sáu đầu ra của "hạt giống". Quá trình này có thể mất từ một đến hai ngày. Quá trình sản xuất "hạt giống" mất từ một đến hai giờ.

<< Quay lại: Chip DDR4 dựa trên công nghệ lớp 10nm thế hệ thứ ba 29.03.2019

>> Chuyển tiếp: Điện tử giúp người say rượu và lái xe tồi 28.03.2019

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

Nanofluid để sản xuất dầu 21.09.2020

Các nhà nghiên cứu tại Đại học Houston đã chứng minh rằng các chất lỏng nano chi phí thấp và không độc hại có thể được sử dụng để chiết xuất một cách hiệu quả ngay cả dầu nặng, có độ nhớt cao từ các bể chứa.

Cái gọi là dầu nặng - kết quả của cấu trúc phân tử của dầu - chiếm 70% trữ lượng dầu của thế giới và sẽ cần thiết để đáp ứng nhu cầu năng lượng ngày càng tăng cho đến khi các nguồn năng lượng sạch được phát triển và sử dụng ở khắp mọi nơi. Các công nghệ khai thác dầu hiện đại sử dụng hơi nước rất tốn kém và gây hại cho môi trường.

Tuy nhiên, các nhà khoa học đã phát triển một chất lỏng nano giúp chiết xuất dầu từ bể chứa bằng cách sử dụng các cơ chế sau.

Phản ứng hóa học xảy ra khi các hạt nano natri tiếp xúc với nước trong bể chứa tạo ra nhiệt, hoạt động giống như phun hơi nước và các phương pháp dựa trên nhiệt khác để đẩy dầu ra khỏi bể chứa, mà không cần tác động bên ngoài - và khí nhà kính - sản xuất - nguồn nhiệt.

Chất lỏng nano cũng phản ứng để tạo thành natri hydroxit, một hóa chất thường được sử dụng để kiềm hóa lũ lụt trong các mỏ dầu. Natri hydroxit có thể gây ra chuyển động trong dầu và gây ra phản ứng giảm độ nhớt.

Phản ứng thứ ba tạo ra khí hydro có thể được sử dụng để khử nước, một phương pháp thu hồi dầu phổ biến khác.

Các vật liệu nano natri được phân tán sau phản ứng, do đó không gây hại cho môi trường. Nồng độ tối ưu sẽ khác nhau tùy thuộc vào điều kiện phát triển của cá nhân.

Natri rất dễ phản ứng với nước. Điều này cho thấy rằng nó có thể hữu ích cho việc tăng cường phục hồi dầu. Tuy nhiên, điều này cũng làm phức tạp quá trình chuẩn bị của nó - để nó tiếp xúc với nước quá sớm sẽ dẫn đến thất bại. Các nhà nghiên cứu đã giải quyết vấn đề này bằng cách chuẩn bị các hạt nano natri trong dầu silicone, cho phép chất này phân tán khắp bể trước khi tiếp xúc với nước trong bể, gây ra ít phản ứng hóa học hơn trên một diện tích lớn hơn. Cũng có thể phân tán các hạt nano natri trong các dung môi khác, bao gồm pentan và dầu hỏa, hoặc thậm chí trộn chúng với polyme hoặc chất hoạt động bề mặt để thu hồi dầu cao hơn.

Trong khi bài báo tập trung vào việc sử dụng chất lỏng nano để tăng khả năng thu hồi dầu nặng, các nhà khoa học lưu ý rằng nó cũng có thể được sử dụng trong sản xuất dầu nhẹ và cho các mục đích sinh hoạt chung hơn như làm sạch đường ống bị tắc do dầu mỡ.

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