當藝術與科學相遇,奈米級笑臉大量湧現 [幻燈片]

加州理工學院研究員保羅·羅瑟蒙德將DNA鏈摺疊成奈米尺寸形狀和圖案的摺紙

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保羅·羅瑟蒙德是一位計算機科學家和藝術家,儘管不一定按這個順序。他使用少量的DNA分子、原子力顯微鏡和一臺計算機,可以將500億個笑臉的影像放入不超過一滴水大小的空間中。

羅瑟蒙德將他混合的藝術、生物學和技術稱為“DNA摺紙”,因為它透過使用數百個短DNA鏈(羅瑟蒙德稱之為“釘”)將更長的遺傳核酸鏈摺疊成奈米級形狀和圖案而創造。

由此產生的微觀作品目前正在紐約市現代藝術博物館(MoMA)展出,直至5月12日,作為“設計與彈性思維”展覽的一部分。展覽包括雪花和地圖的影像——更不用說1970年代風格的笑臉,這些笑臉只有約100奈米寬(相當於人類頭髮寬度的千分之一),兩奈米厚,包含約14,000個DNA鹼基

可以稱之為科學的藝術,或者,如果你願意,也可以稱之為藝術的科學。“在選擇要提出的問題、使用什麼工具來回答這些問題,尤其是在之後如何視覺化和解釋答案方面,都存在藝術和美學,”這位藝術家兼科學家,加州理工學院帕薩迪納分校的計算機科學高階研究助理*說。“你在計算機中設計東西,你訂購DNA鏈,你將它們混合[在鹽水中]。” 然後必須將鏈加熱到幾乎沸騰,然後再冷卻,這需要幾個小時。“就這麼簡單,”羅瑟蒙德補充道。*

但羅瑟蒙德說,也許最重要的是,DNA摺紙證明了微觀材料可以被控制,從而形成特定的物體。“這項工作對於[可能]製造更小的電路令人興奮的原因在於,這種解析度大約比當前計算機晶片[在45至60奈米]的特徵小8到10倍,”他說。建立DNA摺紙的過程允許同時製作許多形狀或圖案(在一滴水中可製作500億個),這為更快、更便宜地製造大量電路鋪平了道路,比現在可能實現的更快更便宜。

羅瑟蒙德還設想了許多其他可能的應用。“這將是一種奈米級試驗平臺,”他說,“因此你可以按照你想要的方式安排事物,看看它們是如何工作的。”

羅瑟蒙德目前正與IBM合作,將這項技術應用於電路,但他承認,消費者應用還需要數年時間。“從現在起五十年後,”他說,“或者可能更早,我們希望能夠像程式設計計算機一樣程式設計分子。”

 


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* 注:保羅·羅瑟蒙德最初被認為是高階研究員。他的最新職稱和製備DNA鏈所涉及的額外步驟是在文章最初於2008年4月11日釋出後新增的。

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