微米和纳米科技材料

用DNA画蒙娜丽莎?达芬奇表示你们真会玩,但我们不只是玩

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DNA纳米自组装技术的潜力

一. 不想当画家的科学家不是好厨子

这是一个多学科交叉的时代,科学家们如果只在一个领域里耕耘,已经觉得没什么意思和不太好意思了。2016年的诺贝尔化学奖授予了“分子机器”的合成与设计,这个课题早已超出化学的范畴,涉及了纳米技术,生物技术,工程技术,信息技术等等等。

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2016年诺贝尔化学奖三位得主

二. DNA的迷之微笑

这就是今天的nature封面,用DNA分子绘制的目前世界上最小的蒙娜丽莎像。尽管达芬奇看后可能会表示,你们更应该找毕加索谈谈。

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12月7日Nature封面文章

这个玩意其实是加州理工的钱璐璐教授开发了一种成本低廉的“DNA折纸”技术,能让大块大块的结构进行自我组装,形成完全自定义的结构。她们甚至做了一个软件叫FracTileCompiler,你可以提交任何图片,然后整个工程流程就会让DNA“画”出图来。

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https://qianlab.caltech.edu/FracTileCompiler/

三. 重点当然不在画画

实际上,钱璐璐几个月前刚发了一篇类似研究,用类DNA分子机器完成纳米级的分捡荧光分子的工作。比起画画,那篇文章其实更富有实际应用意义。当然这篇蒙娜丽莎的工作,除了噱头之外,也暗示着人类已经具备了对DNA分子进行操作和初步组装的能力。这为以后分子机器进入应用阶段打下了基础,开创了前景。

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正在运输“货物”的DNA分子机器

四. 分子机器能干什么

这个应该不需要我多说,从我在悟空问答里经常会被问到的问题就可以知道,人们早就对这个有了丰富的联想。比如,在医疗领域可以用来做微观外科手术,用分子机器对病灶精准给药,甚至直接可控的改造DNA和基因;在航天航空领域,可以开发分子级的宇宙探测器,在消耗极小能量的情况下,做星际级别的航行。抛砖引玉,还有其它什么应用,大家可以评论留言各抒己见。

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