前景广阔的分子计算机

科学家从细胞生物学的研究中得到启示，每一种生命体都经过了上亿万年的生存竞争和适应进化，炼就了一整套适应自然的物理化学机制，同时也极具信息处理能力。一方面生物分子是优良的信息处理材料，每一生物分子本身就是一个微型处理器，分子运动过程以可预测方式进行状态变化，其原理类似于计算机的逻辑开关。分子计算机的运行靠的是分子晶体可以吸收以电荷形式存在的信息，并以更有效的方式进行组织排列。凭借着分子纳米级的尺寸，分子计算机的体积将剧减。此外，分子计算机耗电可大大减少并能更长期地存储大量数据。目前，科学家正沿两条…     

首辆“纳米车辆”问世

据报道,美国科学家研制成了世界上第一辆“纳米车辆”。科学家说,未来这种车辆可用来运输单个的分子,成为“纳米生产”中的有用工具。莱斯大学教授詹姆斯·托尔等人耗费8年时间制作的这种“纳米车辆”不过3～4纳米见方,不到头发丝直径的2万分之一,却拥有完整的底盘、轮轴和车轮。它的轮轴能像汽车的轮轴一样平滑旋转,而轮轴末端是4个“巴基球”做成的轮子。“巴基球”是由60个碳原子构成的纳米级球状分子,具有很多新奇的特性,在纳米技术研究中很受科学家重视。托尔等人说,当这种“纳米车辆”放置在金片表面时,受热就会运动。研究人员先用强…     

前沿

中国科学家打造出铂金纳米皇冠 在中国国家自然科学基金委“纳米科技重大研究计划”以及中国科学院“百人计划”的支持下,中国科学家运用分子纳米技术打造出了一顶新颖的铂金“纳米皇冠”。     

用磁铁也可检测微量DNA成本低操作简单精度不差

在干草堆里找一根针是很困难的，但用一块磁铁就能把事情变得容易。要在大量DNA的“干草堆”里找到某个特定的DNA分子，磁铁同样可以发挥作用。美国科学家新研究出一种利用磁铁来检验DNA的新技术，可达到很高的精度。     

生命进化的分子冗余特征

随着现代科学技术的迅速发展,人们对涉及人类自身的最基本问题,如生命的本质是什么越来越关注。计算机科学家声称通过指令可使计算机复制自身,而美国化学家Rebek在试管中创造出一种酰胺分子,该分子以一种类似DNA复制的方式拷贝。那么,计算机和有机小分子是否就成了生命呢?严格说来它们还不是生命。生命除了有自我复制的能力外,还应该具有每代增加变异并向前进化的能力;也就是说生命体可以通过产生变异为生命进化提供动力,从而使生命体沿着由简单到复杂、由低级向高级的路线向前发展,最终不断适应新的外界环境条件,达到生命体的不断完善。     

科学家用DNA链绣出直径150纳米的中国地图

用一根2，4微米长——相当于头发丝直径的1／40的天然DNA单链当“线”．“绣”出一幅直径150纳米、分辨率6纳米的“中国地图”．2006年最后一期《科学通报》刊登的这一成果，标志着我国已掌握用DNA分子构筑高度复杂性纳米结构的技术。     

DNA计算机告别科幻时代

科学家利用人工合成的 DNA链状结构制造出了一台 DNA计算机 ,并且巧妙地让它来解决一些相对复杂的运算问题。麦迪逊威斯康星大学的研究人员说 ,这台寿命很短的化学计算机眼下还没有什么实际的用途 ,但它正在从科学幻想世界走出来 ,成为一种现实的初露端倪的 DNA计算技术。化学教授劳埃德·史密斯说 :“这是一种非自动化的计算机—就像算盘那样 ,但是我们相信这种计算方式可以像常规计算机一样实现自动化。”常规的计算机是由计算机芯片驱动的 ,但是这样的计算技术正在迅速接近微型化的极限。科学家梦想对 DNA及其同类化学物质 RNA所具…     

我国“化学反应的人工控制”技术取得重大突破

中国科技大学侯建国教授领导的研究群体在“化学反应的人工控制”项目上取得重大突破：在国际上首次发现了二维碳６０点阵的一种新型取向畴结构，这是目前惟一发现的同时保持位置平移序和键取向序的一种畴结构。 在这项研究中，侯建国教授与合作者杨金龙教授、朱清时院士在国际上首次直接“拍摄”了能够分辨碳６０化学键的单分子图像，这种单分子直接成像技术成为明察分子内部结构的“眼睛”，为纳米科学家进行单分子化学键的“切割”、“组装”等“手术”提供了可能。分子是由原子与原子通过化学键结合形成的，对化学技‘动手术”’就能定…     

创造博览

科学家研制出世界上第一台 DNA发动机　　一个国际科学家小组最近宣布 ,他们做成了世界上第一台 DNA发动机 ,这为分子电路的面世铺平了道路。如果成功的话 ,这种电路将比目前的硅芯片小数千倍而且速度也快数千倍。贝尔实验室的伯纳德尤尔克说 :“你将会拥有非常小非常快的计算机。在同一面积内你可以多安装数量高出 1 0 ,0 0 0倍的组件。”DNA又称为脱氧核糖核酸 ,是细胞核中的携带生物生长指令的遗传物质。尤尔克和牛津大学的物理学家安德鲁特伯费尔德说 ,这种 DNA发动机的样子与DNA本身相似 ,它为开发由分子开关及其它元件组成的微…     

诞生在试管中的DNA计算机

用一个盛着液体的试管解答一道数学题？听起来像是天方夜谭,可这事确确实实发生了。以色列科学家已经研制成功一台每秒能执行330亿次运算的计算机,是现在最快的PC机速度的107／倍。你可能想象不到,它不是依靠电子芯片,而是靠试管中的DNA溶液来计算的。     

以用DNA链造出纳米机器人可注入活动物体内

以色列巴伊兰大学研究人员成功地用DNA链造出了一种纳米机器人,它们能在活动物体内按照编制的程序执行逻辑操作,就像一种纳米机器人计算机。物理学家组织网近日报道了这一研究成果。     

美研制出只有分子大小的有机晶体管

美国朗讯公司贝尔实验室的科学家最近研制成功沟道长度只有一个分子大小的有机晶体管，为发展新一代廉价而易装配的、基于碳的化合物的分子电子原件做好了准备。科学家们一直在寻找普通硅晶体管的替代品，因为他们预计大约１０年后硅集成电路将因为本身的物理局限而无法进一步缩小。对多学科进行研究的贝尔实验室研究小组用体积只有一颗沙粒的一百万分之一的有机晶体管制成了电压倒相器———一种把“０”和“１”相互转化的电子电路。电压倒相器是所有计算机芯片的标准构件。研究人员几十年来一直在努力制造分子大小的晶体管，使得单个分子…     

2001年世界十大科技新闻

《科技日报》最近评选出２００１年世界十大科技新闻（以媒体报道的时间先后排序）。 一、日本青山学院大学教授秋田纯等人发现二硼化镁可在零下２３４摄氏度成为超导体，高于此前金属间化合物最高的超导转变温度。美国贝尔实验室的科学家将三氯甲烷和三溴甲烷掺入碳６０分子，使碳６０分子的超导临界温度由零下２２１摄氏度提高到零下１５６摄氏度。 二、科学家在纳米技术领域又获得多项重大成果，其中包括纳米导线、以碳纳米管和纳米导线为基础的逻辑电路以及只使用一个“分子晶体管”的计算电路。科学家认为，分子水平电路的出现为开发极…     

影响大脑“食欲开关”的分子

澳大利亚科学家发现，一种名为“MIC-1”的分子能影响大脑内负责食欲控制的“开关”。这一发现将有望用于改善癌症患者体重骤降的情况或用于治疗肥胖症。一般晚期癌症患者在治疗期间常出现体重骤降现象，而这会使病情加速恶化。科学家发现，很多常见类型癌症患者的体内都会大量产生“MIC-1”分子，这种分子会使大脑中的一种被称为“食欲开关”的受体“切断”食欲。科学家研制了一种抗体，     

DNA纳米技术与生物编程

DNA纳米技术是设计和构建具有一定用途的人工核酸纳米结构。DNA纳米技术中的一个重要挑战就是如何有效设计和构建具有明确功能的纳米尺度的结构和器件。计算机辅助工具是预测、设计、建模以及描绘DNA结构的最强有力的工具。计算机辅助设计DNA结构以及识别有效的自组装路径让DNA作为一种独特的材料在构建纳米结构领域中显露锋芒。文章总结了DNA纳米结构设计的原理,介绍了一些用于DNA结构设计的算法以及一些用户友好软件。同时,对DNA纳米技术中构建DNA逻辑门以及DNA计算方面的最新研究进展做了介绍。     

新发明新产品

用磁铁检测微量DNA 美国科学家新研究出一种利用磁铁来检验DNA的新技术,可达到很高的精度。目前检测DNA的标准办法是聚合酶链式反应(PCR),它的原理就像复印机,将某种含量很低的DNA分子大量复制,让它的含量增加到一般实验室方法可以检测出来的水平。但“复印”的过程不免会偶     

21世纪的军事纳米技术

对于纳米技术,科学家们认为:它“将引起一场产业革命,其深远的意义堪与18世纪的工业革命相媲美”。基本概念纳米科学究竟研究什么?它是研究在千万分之一米到十亿分之一米范围内,原子、分子等的运动和变化的学问。在这一尺度范围内对原子、分子进行操纵和加工的技术称为纳米技术(“纳米技术”这个术语来自“纳米”一词,1纳米即1米的十亿分之一)。在这仅有一微米的千分之一的微小长。至于什么是纳米技术,不同的研究领域和研究人员的看法大相径庭。从迄今为止的研究状况来看,大体上分为三种概念。一是德雷克斯勒博士提出的“分子纳米技术”的概…     

美国科学家首次在一块电子芯片上成功整合光与电

正"人们相信,最好的计算机是用电信号来处理而用光信号来传输。"美国东北大学物理学副教授斯瓦迪克·卡尔说。为此人们迫切需要一种芯片整合设备,既能用光输入,也能用电输入来进行逻辑操作。美国东北大学和韩国庆熙大学科学家共同发表在最新一期《自然·光子学》     

英科学家在人体癌细胞中发现四螺旋体DNA

腾讯科学讯（悠悠／编译）据英国新科学家杂志报道,60年前,科学家詹姆斯一沃森和弗朗西斯一克里克发现DNA分子是双螺旋体结构,目前,科学家成功地在人类细胞中发现四重螺旋体DNA分子。     

这一年，我们一起追过的科学新闻（下）——美《科学新闻》杂志盘2012年25大科学故事

11．发现拼写“生命＂的新方法 XNA分子连同DNA和RNA加入基因目录 生命的遗传分子“动物园”2012年又稍稍扩大了一些。通过用其他分子替换DNA链主干中的糖,科学家们创造了ANA、TNA、HNA、FANA、CeNA和LNA。这些统称为XNA的合成遗传分子,每个都有其自己的经设计的酶,从而允许分子被“读取”,然后进行复制。此项进展或有助于理解地球生命是如何发端的。