“ตัวนำทาง” ของ DNA โมเลกุลเดี่ยวที่สามารถหาทางออกจากเขาวงกตที่สร้างบนแพลตฟอร์ม 2D DNA origami ได้สำเร็จ อาจถูกนำไปใช้ในแอปพลิเคชั่นปัญญาประดิษฐ์เช่นเดียวกับการประกอบทางชีวโมเลกุล การตรวจจับ การคำนวณด้วย DNA และข้อมูลโมเลกุลและการจัดเก็บ . อุปกรณ์ทำงานด้วยกระบวนการเหมือนโดมิโนที่ขนานนามว่า “น้ำตกแลกเปลี่ยนเกลียวใกล้เคียง”
DNA origami ใช้ประโยชน์จากการจับคู่
เบสของนิวคลีโอไทด์ทั้งสี่ของ DNA, A, T, C และ G เพื่อสร้างรูปทรงที่ประกอบขึ้นเองได้หลากหลายรูปแบบ โครงสร้างนาโนที่ได้สามารถใช้เป็นโครงนั่งร้านหรือเป็นแผงวงจรขนาดเล็กได้ ทีมนักวิจัยที่นำโดยFriedrich SimmelจากTechnische Universität Münchenและ Chunhai FanจากChinese Academy of Sciencesในเซี่ยงไฮ้ ได้ใช้เทคนิคนี้ในการสร้างเขาวงกตที่มีโครงสร้างคล้ายกับ “กราฟต้นไม้” ทางคณิตศาสตร์ ขอบของต้นไม้ถูกกำหนดผ่านจุดยึดที่สร้างขึ้นโดยใช้ลวดเย็บกระดาษ DNA บน origami และพื้นที่ว่างที่ไม่มีลวดเย็บกระดาษสอดคล้องกับ ‘walls’ ของเขาวงกต
โครงสร้างเทียบเท่ากับต้นไม้ที่มีจุดยอดสิบจุดที่มีสามทางแยก และมีทางเข้าหนึ่งทางและทางออกหนึ่งที่กำหนดและแสดงเป็นจุดยอด ENT และ EXIT ตามลำดับ ปูทางเดินจากนั้นนักวิจัยได้วางเครื่องนำทางที่ทำจาก “DNA walker” ไว้ในเขาวงกต นาโนบ็อตนี้สามารถนำทางไปยังเส้นทางเฉพาะตามเครือข่ายของแทร็กที่วางบนแพลตฟอร์ม DNA origami ได้ด้วยความก้าวหน้าของปฏิกิริยาลูกโซ่แบบผสมข้ามพันธุ์บนนั้น Fan อธิบาย
“เมื่อเราเปิดใช้งานระบบนี้ (ด้วยโมเลกุล DNA ของผู้ริเริ่ม) โครงสร้างกิ๊บติดผมของ DNA ที่ถูกตรึงบนซับสเตรตโอริกามิจะกระตุ้นลำดับของการเปลี่ยนแปลงเชิงโครงสร้าง (หรือที่เรียกว่าการปูทางเดิน) บนกิ๊บติดผม DNA อื่นๆ จากเพื่อนบ้านรายหนึ่งไปยังอีกรายหนึ่งที่ ตำแหน่งที่กำหนดไว้ กลไกนี้ที่เราขนานนามว่า proximal strand exchange cascade (PSEC) ก็เหมือนกับสิ่งที่เกิดขึ้นในรายการโดมิโน”
การค้นหาเชิงลึกแบบขนานครั้งแรก
PSEC ที่กำลังคืบหน้าจะเลี้ยวแบบสุ่มที่ทางแยกและจุดมุมของโครงสร้างเขาวงกต เขากล่าว ตัวนำทางโมเลกุลเดี่ยวแต่ละตัวจึงสำรวจเส้นทางที่เป็นไปได้ผ่านเขาวงกตอย่างอิสระในกระบวนการที่เรียกว่าการค้นหาเชิงลึกแบบขนาน (PDFS)”ระบบของเราประกอบด้วยตัวนำทางดีเอ็นเอโมเลกุลเดี่ยวจำนวนมากที่สำรวจเส้นทางที่เป็นไปได้ทั้งหมดผ่านเขาวงกตและเหตุการณ์ PSEC จำนวนมากจึงเกิดขึ้นพร้อมกัน”
เพื่อกรองเส้นทางทางออกที่ถูกต้องออกจากวิธีแก้ปัญหาที่เป็นไปได้อื่น ๆ นักวิจัยได้ปรับเปลี่ยนจุดยอดของทางออกของเขาวงกตทางเคมี จากนั้นพวกเขาถ่ายภาพเส้นทางนี้โดยใช้แรงอะตอมหรือกล้องจุลทรรศน์ที่มีความละเอียดสูง เทคนิคแรกวัดความแตกต่างของความสูงระหว่างเส้นทางที่เกิดขึ้นกับพื้นที่ที่ไม่ทำปฏิกิริยา Fan อธิบาย ในขณะที่เทคนิค “DNA-PAINT” ที่สองช่วยให้สามารถถ่ายภาพเรืองแสงของเส้นทางด้วยความละเอียดระดับนาโน
สู่ระบบหุ่นยนต์ระดับนาโนที่เป็นอิสระและชาญฉลาด”งานของเราเป็นอีกก้าวที่สำคัญต่อการตระหนักถึงระบบหุ่นยนต์ระดับนาโนที่เป็นอิสระและชาญฉลาด” เขากล่าวกับPhysics World “ระบบดังกล่าวมีพฤติกรรมเหมือนเครื่องจักรชีวโมเลกุลที่พบในธรรมชาติ ซึ่งเชื่อมโยงการกระทำของโมเลกุลกับกระบวนการตัดสินใจง่ายๆ
“การวิจัยของเราควรช่วยพัฒนาด้านนาโนเทคโนโลยี
ดีเอ็นเอและการประกอบตัวเองด้วยโมเลกุลทางชีวโมเลกุลรวมทั้งปัญญาประดิษฐ์ที่เป็นตัวเป็นตน ระบบนำทางของเราสามารถนำไปใช้ในการใช้งานต่างๆ เช่น การตรวจจับโมเลกุลเดี่ยวสำหรับการวินิจฉัยและรักษาโรคอย่างชาญฉลาด ตลอดจนในการจัดเก็บและถ่ายโอนข้อมูลระดับโมเลกุล”
การสร้างเอฟเฟกต์ไดนาโมขึ้นใหม่ในการทดลองในห้องปฏิบัติการ
เพื่อให้เข้าใจทฤษฎีนี้มากขึ้น นักวิจัยได้พยายามสร้างเอฟเฟกต์ไดนาโมรุ่นเล็กในการทดลองในห้องปฏิบัติการ สิ่งเหล่านี้เป็นสิ่งที่ท้าทายในการตั้งค่าให้พูดน้อยที่สุด เนื่องจากมักเกี่ยวข้องกับเครื่องมือขนาดใหญ่และซับซ้อนที่มีของเหลวนำไฟฟ้าซึ่งทำขึ้นเพื่อหมุนเร็วมาก
Galitski และเพื่อนร่วมงานกำลังบอกว่าผลกระทบของไดนาโมอาจสังเกตได้ในระบบที่ง่ายกว่ามาก นั่นคือโลหะ Weyl แบบอุทกพลศาสตร์ นี่เป็นวัสดุประเภททอพอโลยีที่ค้นพบเมื่อเร็ว ๆ นี้ซึ่งการกระตุ้นทางอิเล็กทรอนิกส์ทำตัวเป็นเฟอร์มิออนที่ไม่มีมวล
พวกเขาศึกษาว่าประจุ (อิเล็กตรอนและรู) เคลื่อนที่อย่างไรในโลหะเหล่านี้ และแสดงให้เห็นว่าพวกมันสามารถแสดงผลเช่นความปั่นป่วน ซึ่งสิ่งนี้จะพบได้ในของเหลวที่มีความหนืดต่ำ การเคลื่อนที่ของประจุในโลหะ Weyl เป็นไปตามสมการเดียวกับที่อยู่ภายใต้ทฤษฎีไดนาโม นั่นคือ สมการของเนเวียร์-สโตกส์ (ซึ่งอธิบายการเคลื่อนที่อุทกพลศาสตร์ของตัวกลาง) และสมการของแมกซ์เวลล์เกี่ยวกับแม่เหล็กไฟฟ้า ภายใต้สภาวะที่ไม่สัมพันธ์กัน สิ่งเหล่านี้ทำให้เกิดสมการ nonlinear magnetohydrodynamics (MHD) ที่ซับซ้อนและแก้ได้ยาก
โมเดล MHD แบบง่าย และ R และR m . ขนาดใหญ่อย่างไรก็ตาม ปัญหานี้สามารถแก้ไขได้ด้วยการพิจารณาวิธีแก้ปัญหาของโมเดล MHD แบบง่าย สิ่งเหล่านี้ชี้ให้เห็นว่าผลกระทบของไดนาโมสามารถเกิดขึ้นได้เมื่อเงื่อนไขในสมการที่เสริมสนามแม่เหล็กมีค่ามากกว่าที่เสริมการกระจายแม่เหล็ก ตัวเลขแห่งบุญเหล่านี้เป็นตัวเลขอุทกพลศาสตร์ ( R ) และแม่เหล็ก ( R m ) ที่สำคัญทั้งหมด Reynolds
นักวิจัยคำนวณตัวเลขเหล่านี้สำหรับโลหะ Weyl และพบว่าสามารถมีขนาดใหญ่พอ (>>1) เพื่อสร้างสนามที่เกิดจากไดนาโมที่สามารถตรวจพบได้ในการทดลอง วัตถุดาราศาสตร์ฟิสิกส์ตามธรรมชาติมีตัวเลขเรย์โนลส์แม่เหล็กขนาดใหญ่เนื่องจากระยะทางที่เกี่ยวข้องมาก นักวิจัยกล่าว และยิ่ง R และR mยิ่งใหญ่เท่าใด การกระทำของไดนาโมก็จะยิ่งมีประสิทธิภาพมากขึ้นเท่านั้น
“ค่าการนำไฟฟ้าของสื่อทางดาราศาสตร์มีความแตกต่างกันอย่างมาก ตั้งแต่ 10 -11 S/m สำหรับพลาสมาระหว่างดวงดาว ถึง 10 3 S/m สำหรับเปลือกการประชุมสุริยะ และ 10 5 S/m สำหรับแกนโลก แต่ในกรณีเหล่านี้ทั้งหมดจะมีแม่เหล็กขนาดใหญ่ ค่าสัมประสิทธิ์การแพร่จะถูกชดเชยด้วยระยะห่างทางดาราศาสตร์อย่างแท้จริง ส่งผลให้ตัวเลขเรย์โนลด์สแม่เหล็กขนาดใหญ่ ไม่ว่าค่าการนำไฟฟ้าจะน้อยเพียงใด” พวกเขาอธิบาย
Credit : เกมส์ออนไลน์แนะนำ >>>สล็อตแตกง่าย
