همگرایی فناوری‌نانو و زیست‌فناوری برای توسعه سامانه محاسباتی

تاریخ : ۲۲ فروردین ۱۳۹۸

تعداد بازدید : ۱۳۱

0 امتیاز از 0 رای
نسخه چاپی
موضوعات :

محققان با همگرایی فناوری‌نانو و زیست‌فناوری، پلتفورم محاسباتی جدیدی ارائه کردند که در آن از نانوذرات و DNA می‌توان برای انجام محاسبات استفاده کرد.

با الهام از روش پردازش اطلاعات زیستی غشاء سلولی، محققان پلتفورمی ارائه کردند که با استفاده از آن می‌توان مدارهای نانوذره‌ای روی دولایه‌های لیپیدی ایجاد کرد. در این نانوتبلت لیپیدی، یک دو لایه لیپیدی پشتیبانی شده به عنوان بورد مدار شیمیایی به کار می‌رود که وظیفه محاسبه مولکولی را با شبکه‌ای از نانوذرات به عهده دارد.

این سامانه محاسبه نانوزیستی می‌تواند اطلاعات مولکولی موجود در محلول را به نانوذرات موجود روی دولایه لیپیدی انتقال دهد. با این روش امکان محاسبه با نانوذرات به صورت مقیاس‌پذیر وجود خواهد داشت.

محاسبات یک مفهوم رایج در دنیای علم است که می‌تواند فرصت‌های زیادی ایجاد کند. همیشه دانشمندان به دنبال ترکیب کردن مواد غیرمعمول با حوزه محاسبات بوده‌اند که از آن جمله می‌توان به نانوساختارهای DNA و قطرات میکروسکوپی اشاره کرد که برای استفاده در فناوری محاسبات مورد مطالعه قرار گرفته‌اند. با این حال استفاده از نانوذرات برای انجام محاسبات یک موضوع چالش‌برانگیز بوده است که یکی از این چالش‌ها، فقدان نانوذرات مناسب برای این کار است.

در این پروژه محققان از نانوذرات که روی سطح آنها لیگندهای DNA قرار دارد، استفاده کردند. این نانوذرات به دلیل وجود لیگندها، قابل برنامه‌ریزی بوده به طوری که می‌توانند رشته‌‌های DNA ویژه‌ای را در محلول به سوی خود جلب کرده و با استفاده آنها، آرایش جدیدی به دست آورند. فرآیند خودآرایی نانوذرات توسط میکروسکوپ میدان تاریک قابل شناسایی است.

محققان با استفاده از این راهبرد نشان دادند که یک جفت نانوذره روی دو لایه لیپیدی می‌تواند عملیات AND، OR یا INHIBIT را انجام دهد. پژوهشگران روش تصویربرداری دیجیتالی را به همراه نرم‌افزاری برای آنالیز برهمکنش نانوذرات توسعه دادند. این شبکه نانوذرات می‌تواند به گونه‌ای طراحی شود که به صورت خودبه‌خودی به اطلاعات مولکولی پاسخ دهد. این سامانه را می‌توان برای انجام محاسبات مولکولی به کار برد و پلتفورم محاسباتی جدیدی ارائه کرد.

نتایج این پروژه در قالب مقاله‌ای با عنوان Nano-bio-computing lipid nanotablet  در نشریه Science Advances به چاپ رسیده است.

منبع : https://phys.org/wire-news/312634274/lipid-nanotablet-for-modular-and-scalable-molecular-computing-wi.html

نظر شما