ДНК може да складишти информације о милионима година без икаквог уноса енергије, али научници су недостајали поуздани извори енергије како би омогућили ДНК рачунаре. КРЕДИТ: Катерина Кон / СПЛ
Истраживачи су пронашли нови начин напајања ДНК рачунара – сићушни биолошки уређаји који обављају прорачуне користећи биохемијска својства база ДНК, а не конвенционалне силицијумске чипове, који користе електричну енергију за спровођење израчунавања.
Ове молекуларне машине могу се једног дана користити за чување података, решити тешке математичке проблеме и анализирати биолошке податке. Али истраживачи су се борили да пронађу извор енергије за њих који је поуздан као АТП који се користи у живим ћелијама или струју која овлашћује свакодневне уређаје.
Сада је објављена студија Природа 1. октобра1 показао је да топлота може бити опција. Аутори су креирали ДНК кругове да би могли да наплаћују и напуне бициклићима температуре система.
Рад „Предлаже будућност у којој се вештачке молекуларне машине могу поново напунити и остати активне током дужег времена“, каже студијски коаутор Лулу Киан, биоенгинеер у Калифорнијском институту за технологију Калифорнија у Пасадени. „То је као да се аутомобили само-возила повлаче на станице за пуњење на сопствени: молекули би се једног дана могли поново напунити на топлотним станицама.“
ДНК рачунарство за топлоте
ДНК рачунари су прво описани 1994. године и сугерисани су као одржива замена за стандардне опције електронских складиштења. У потрази за проналажењем нових извора напајања за ДНК рачунаре, истраживачи су истраживали молекуле попут мобилне молекуле за ношење енергије, као и методе топлотне бициклизам2. Међутим, ефикасност система је осетљива на молекуларне промене, тако да су Киан и њене колеге дали да развијају другачију методу која користи топлоту као извор енергије. Аутори кажу да је њихова идеја инспирисана приједлозима да би рана еволуција могла да се покрене народном циклусима који су на снази, у којима вруће вулканске стијене снабдевају енергију како би се омогућило хемијским реакцијама да се одвијају у хладној морској води.
„Топлота је свуда и лако је приступити и са правим дизајном, може се поново и поново пустити молекуларне машине и поново, пуштајући их да одржи активност и настављају да комуницирају са својим окружењем“, каже Киан.
Истраживачи су имали за циљ да то ураде развијањем молекуларног круга који се заглави у стању термалне не-равнотеже. У таквој држави, молекули ДНК делују као енергетске продавнице, упијају енергију која је створена док круг покушава да се врати на равнотежу.
Истраживачи су то урадили стварајући нестабилне везе између молекула ДНК. Варивањем температуре реакције аутори би могли да промени складиште енергије унутар ових система. На високим температурама молекули су постали једноланчани, али када се систем охлади, круг ресетира оригиналном стању. Грејање и хлађење Систем би могло пребацити молекуларне системе између равнотеже и ван равнотеже у минутима, попут пуњења батерије.
„За разлику од хемијских батерија, ово пуњење листова за готово без отпада (Д Енерги)“, каже Киан.
Аутори су тестирали способност њихове методе да напајају сет рачунања у ДНК рачунару који укључује више од 200 различитих молекула и открило је да је довољан да спроведе најмање 16 рунди рачунања.
