碳基替代硅基?韩国科学家竟研制出了DNA分子计算机!
据媒体报道,韩国科学技术院工程生物学研究院团队,成功研发出一款DNA基分子计算机。
该设备核心元件尺寸小于2纳米,相较传统半导体器件优势显著,且首次在单一分子系统中集成信息存储与运算功能,为生物医学计算、精准疾病诊断等领域筑牢技术基础,相关研究成果刊载于最新一期《科学进展》杂志。
目前,硅基半导体工艺已临近2纳米物理极限,研发新型替代计算芯片成为科研领域的主流方向。依托特殊生物属性,DNA成为下一代计算载体的核心候选材料。
依托互补碱基配对机制,DNA可实现精准编程并响应特定信号;碱基间0.34纳米的极小间距,也让DNA具备天然的大容量信息存储潜力。但传统DNA电路多为一次性反应模式,信号触发后相关分子会损耗消耗,无法满足连续、复杂的运算需求。
针对这一技术瓶颈,研究团队设计出新型DNA分子,其可在信号驱动下发生空间构象变化并稳定锁定状态。依托该稳定分子结构,既能完成信息编码与长期存储,也可持续参与后续运算工作。
研究团队由此构建出自保持(免复位)分子电路,无需外部调控即可实时处理信息,长效留存运算数据,实现了分子级别的读写存储一体化。
本次研究突破性在DNA分子尺度复刻晶体管核心逻辑功能,搭建起可编程分子系统的技术框架,让DNA脱离单一反应介质属性,进化为兼具信息处理与长效存储能力的智能载体。
该研究有效推进了DNA分子计算机的实用化进程,为生物计算发展及临床医学精准诊断等应用场景,提供了全新的技术路径。