Drut elektryczny wykonany z DNA. Bezpłatne wiadomości z biblioteki technicznej

NOWOŚCI NAUKI I TECHNOLOGII, NOWOŚĆ W ELEKTRONIKI
Bezpłatna biblioteka techniczna / Kanał wiadomości

Przewód elektryczny DNA

29.06.2016

Naukowcy z Arizona State University i Duke University odkryli, że dobre okablowanie elektryczne można w zasadzie wykonać z DNA.

Nie chodzi o to, że samo długie, spiralne DNA przypomina przewód elektryczny. Każda cząsteczka jest atomem, którego elektrony mogą być do pewnego stopnia wolne. Swobodne elektrony mogą przemieszczać się z miejsca na miejsce, oczywiście pod warunkiem, że mają gdzie biec. DNA ma takie „potencjalnie biegnące” elektrony, ale przez długi czas nie było jasne, w jaki sposób mogą poruszać się wokół cząsteczki.

Jak wiadomo, dualizm fal kwantowych jest nieodłączny od elektronów, to znaczy zachowują się zarówno jak cząstki (kwanty), jak i fale. Wcześniej Nongjian Tao, David N. Beratan i ich koledzy stwierdzili, że elektrony DNA zachowują się inaczej na różnych odległościach: jeśli w niewielkiej odległości elektrony rozchodzą się jak fala, to w dużej odległości są większe, przypominają cząstki przeskakujące z miejsca na miejsce , jak to ma miejsce w półprzewodnikach. Jeśli mówimy o wydajności, preferowana jest pierwsza metoda: elektrony „w postaci fali” poruszają się płynniej i szybciej niż „w postaci cząstki”.

W swoich nowych eksperymentach naukowcy chcieli sprawdzić, czy możliwe jest również wywołanie „falowania” elektronów w DNA na duże odległości. Jak wiemy, każdy łańcuch DNA składa się z wielu monomerów: czterech zasad azotowych (A, T, G, C) przyłączonych do cukru rybozy, kodujących informację genetyczną; z kolei rybozy z zasadami są połączone w nić przez kwas fosforowy.

Dwuniciowa nić DNA jest dość mocna, ale może się wyginać, zmieniać kształt, parametry helisy mogą zmieniać się w kierunku mniej lub bardziej spiralnej itp. – wszystko to wpływa na to, jak będą się w niej przemieszczać elektrony. Wreszcie, ważna jest tu również sama sekwencja zasad – można przypuszczać, że niektóre zespoły „liter” genetycznych okażą się bardziej przewodzące niż inne.

Rzeczywiście, za pomocą symulacji komputerowych można było dowiedzieć się, że powtarzające się bloki guaniny (G) pomagają elektronom poruszać się po falach nie tylko na małe, ale także na duże odległości. I że takie sekcje pomogą elektronom poradzić sobie z przeszkodami, które powstają w wyniku ruchu różnych części łańcucha DNA, z powodu zagięć, krzywizn itp.

Eksperymenty z krótkimi, zaledwie 6-16 genetycznymi „literowymi” fragmentami DNA wykazały, że tak naprawdę wszystko jest takie: kompleksy guaninowe poprawiają przewodnictwo cząsteczki. Ponieważ podstawy łańcuchów odpowiadają sobie na zasadzie komplementarności, to znaczy, jeśli jeden ma A, to drugi będzie miał T, a jeśli jeden ma G, to drugi ma C, to bloki guaniny wyglądały naprzemienny GC.

Sekwencja DNA wpływa na zachowanie elektronów i przewodnictwo samej cząsteczki. Oczywiście można by spróbować zsyntetyzować takie DNA, w którym elektrony zapewniłyby dobrą przewodność - taka cząsteczka mogłaby ewentualnie konkurować z kosmkami bakteryjnymi. Z drugiej strony przewodnictwo musi się zmienić z powodu mutacji, czyli zmian w sekwencji DNA, które można by jakoś wykorzystać w genetyce medycznej.

<< Powrót: Cząsteczka skrzyżowana ze światłem w temperaturze pokojowej 29.06.2016

>> Naprzód: Środki antykoncepcyjne dla kangurów 28.06.2016

Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:

Zawartość alkoholu w ciepłym piwie 07.05.2024

Piwo, jako jeden z najpopularniejszych napojów alkoholowych, ma swój niepowtarzalny smak, który może zmieniać się w zależności od temperatury spożycia. Nowe badanie przeprowadzone przez międzynarodowy zespół naukowców wykazało, że temperatura piwa ma znaczący wpływ na postrzeganie smaku alkoholu. Badanie prowadzone przez naukowca zajmującego się materiałami Lei Jianga wykazało, że w różnych temperaturach cząsteczki etanolu i wody tworzą różnego rodzaju skupiska, co wpływa na postrzeganie smaku alkoholu. W niskich temperaturach tworzą się bardziej piramidalne skupiska, co zmniejsza ostrość smaku „etanolu” i sprawia, że napój ma mniej alkoholowy smak. Wręcz przeciwnie, wraz ze wzrostem temperatury grona stają się bardziej łańcuchowe, co skutkuje wyraźniejszym alkoholowym posmakiem. To wyjaśnia, dlaczego smak niektórych napojów alkoholowych, takich jak baijiu, może zmieniać się w zależności od temperatury. Uzyskane dane otwierają nowe perspektywy dla producentów napojów, ... >>

Główny czynnik ryzyka uzależnienia od hazardu 07.05.2024

Gry komputerowe stają się coraz popularniejszą formą rozrywki wśród nastolatków, jednak istotnym problemem pozostaje związane z nimi ryzyko uzależnienia się od gier. Amerykańscy naukowcy przeprowadzili badanie, aby określić główne czynniki przyczyniające się do tego uzależnienia i zaproponować zalecenia dotyczące jego zapobiegania. W ciągu sześciu lat obserwowano 385 nastolatków, aby dowiedzieć się, jakie czynniki mogą predysponować ich do uzależnienia od hazardu. Wyniki wykazały, że 90% uczestników badania nie było zagrożonych uzależnieniem, a 10% uzależniło się od hazardu. Okazało się, że kluczowym czynnikiem powstawania uzależnienia od hazardu jest niski poziom zachowań prospołecznych. Nastolatki o niskim poziomie zachowań prospołecznych nie wykazują zainteresowania pomocą i wsparciem innych, co może prowadzić do utraty kontaktu ze światem rzeczywistym i pogłębienia się uzależnienia od rzeczywistości wirtualnej, jaką oferują gry komputerowe. Na podstawie tych wyników naukowcy ... >>

Hałas drogowy opóźnia rozwój piskląt 06.05.2024

Dźwięki, które otaczają nas we współczesnych miastach, stają się coraz bardziej przeszywające. Jednak niewiele osób myśli o tym, jak ten hałas wpływa na świat zwierząt, zwłaszcza na tak delikatne stworzenia, jak pisklęta, które nie wykluły się jeszcze z jaj. Najnowsze badania rzucają światło na tę kwestię, wskazując na poważne konsekwencje dla ich rozwoju i przetrwania. Naukowcy odkryli, że narażenie piskląt zebry rombowatej na hałas uliczny może spowodować poważne zakłócenia w ich rozwoju. Eksperymenty wykazały, że zanieczyszczenie hałasem może znacznie opóźnić wykluwanie się piskląt, a pisklęta, które się wykluwają, borykają się z szeregiem problemów zdrowotnych. Naukowcy odkryli również, że negatywne skutki zanieczyszczenia hałasem rozciągają się na dorosłe ptaki. Zmniejszone szanse na rozrodczość i zmniejszona płodność wskazują na długoterminowe skutki, jakie hałas drogowy wywiera na dziką przyrodę. Wyniki badania podkreślają taką potrzebę ... >>

Bezprzewodowy głośnik Samsung Music Frame HW-LS60D 06.05.2024

W świecie nowoczesnych technologii audio producenci dążą nie tylko do nienagannej jakości dźwięku, ale także do łączenia funkcjonalności z estetyką. Jednym z najnowszych innowacyjnych kroków w tym kierunku jest nowy bezprzewodowy system głośników Samsung Music Frame HW-LS60D, zaprezentowany podczas wydarzenia World of Samsung 2024. Samsung HW-LS60D to coś więcej niż tylko system głośników, to sztuka dźwięku w stylu ramki. Połączenie 6-głośnikowego systemu z obsługą Dolby Atmos i stylowej konstrukcji ramki na zdjęcia sprawia, że produkt ten będzie idealnym dodatkiem do każdego wnętrza. Nowa ramka Samsung Music Frame jest wyposażona w zaawansowane technologie, w tym Adaptive Audio zapewniający wyraźne dialogi na każdym poziomie głośności oraz automatyczną optymalizację pomieszczenia w celu uzyskania bogatej reprodukcji dźwięku. Dzięki obsłudze połączeń Spotify, Tidal Hi-Fi i Bluetooth 5.2, a także integracji inteligentnego asystenta, ten głośnik jest gotowy, aby zaspokoić Twoje ... >>

Nowy sposób kontrolowania i manipulowania sygnałami optycznymi 05.05.2024

Współczesny świat nauki i technologii rozwija się dynamicznie i każdego dnia pojawiają się nowe metody i technologie, które otwierają przed nami nowe perspektywy w różnych dziedzinach. Jedną z takich innowacji jest opracowanie przez niemieckich naukowców nowego sposobu sterowania sygnałami optycznymi, co może doprowadzić do znacznego postępu w dziedzinie fotoniki. Niedawne badania pozwoliły niemieckim naukowcom stworzyć przestrajalną płytkę falową wewnątrz falowodu ze stopionej krzemionki. Metoda ta, bazująca na zastosowaniu warstwy ciekłokrystalicznej, pozwala na efektywną zmianę polaryzacji światła przechodzącego przez falowód. Ten przełom technologiczny otwiera nowe perspektywy rozwoju kompaktowych i wydajnych urządzeń fotonicznych zdolnych do przetwarzania dużych ilości danych. Elektrooptyczna kontrola polaryzacji zapewniona dzięki nowej metodzie może stanowić podstawę dla nowej klasy zintegrowanych urządzeń fotonicznych. Otwiera to ogromne możliwości dla ... >>

Przypadkowe wiadomości z Archiwum

Ubieralne układy scalone Toshiba TC3567CFSG i TC3567DFSG 11.06.2017

Firma Toshiba ogłosiła wprowadzenie na rynek chipów TC3567CFSG i TC3567DFSG przeznaczonych do urządzeń ubieralnych, urządzeń medycznych, urządzeń IoT, zabawek, pilotów i innych produktów, które wymagają obsługi Bluetooth LE 4.2 i niskiego zużycia energii. Według ostatniego parametru TC3567CFSG i TC3567DFSG są najlepsze w swojej klasie – przynajmniej tak uważa producent.

W trybie nadawania nowe mikroukłady pobierają prąd 3,3 mA, pracując przy napięciu zasilania 3 V. W szczególności wbudowany wysokowydajny konwerter DC-DC umożliwił zapewnienie niskiego zużycia energii. Pobór prądu w trybie uśpienia wynosi 50 nA. Układ TC3567CFSG jest przeznaczony do napięcia zasilania 1,9-3,6 V, TC3567DFSG - 1,8-3,6 V.

Kolejną zaletą TC3567CFSG i TC3567DFSG jest wbudowany generator liczb losowych 32B, funkcja, która rzekomo pomaga poprawić bezpieczeństwo produktów IoT.

Oba modele są skonfigurowane z procesorem ARM Cortex-M0. Dostępne są interfejsy UART, I2C, SPI i GPIO.

TC3567CFSG integruje 128 KB pamięci flash, dzięki czemu do typowego uruchomienia wystarczy siedem zewnętrznych komponentów. TC3567DFSG nie posiada pamięci flash. To jeszcze bardziej zmniejszyło zużycie energii. Toshiba szacuje, że radiolatarnia oparta na TC3567DFSG może działać na jednej baterii CR2032 przez ponad dwa lata.

W przypadku mikroukładów zaprojektowanych do pracy w temperaturach od -40 ° C do 85 ° C wybrano pakiet 40 x 5 mm QFN5 z podziałką ołowiu 0,4 mm.

Zobacz całość Archiwum wiadomości z nauki i techniki, nowa elektronika

Wszystkie języki tej strony

Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn