Dans un avenir pas si lointain, les chercheurs admettent que de minuscules robots à base d'ADN et d'autres nanodispositifs transporteront des médicaments à l'intérieur de notre corps, distingueront la présence de micro-organismes mortels et aideront à fabriquer du matériel de plus en plus modeste. Les scientifiques se sont dirigés vers cet avenir en construisant un autre appareil capable de planifier des robots et des nanodispositifs à ADN beaucoup plus déroutants qu'il n'était jamais concevable auparavant dans une petite partie du temps. Les analystes ont mis au point un instrument capable de planifier des robots et des nanodispositifs à ADN complexes en quelques minutes plutôt qu'en quelques jours.
Dans un article publié aujourd'hui dans la revue Nature Materials, des spécialistes de l'Université d'État de l'Ohio – poussés par l'ancienne doublure doctorale en design Chao-Min Huang – ont dévoilé une nouvelle programmation qu'ils appellent MagicDNA. Le produit aide les scientifiques à planifier des approches pour prendre de minuscules brins d'ADN et les consolider dans des conceptions complexes avec des pièces comme des rotors et des pivots qui peuvent déplacer et terminer un assortiment d'entreprises, y compris le transport de médicaments. L'un des avantages est qu'il permet aux analystes de faire l'ensemble du plan véritablement en 3D. Les appareils de plan antérieurs permettaient juste la création en 2-D, obligeant les spécialistes à planifier leurs manifestations en 3-D. Cela impliquait que les architectes ne pouvaient pas rendre leurs appareils excessivement époustouflants.
Le produit permet également aux créateurs de fabriquer des structures d'ADN 'de base vers le haut' ou 'du haut vers le bas'. Dans le plan «basé vers le haut», les scientifiques prennent des brins d'ADN singuliers et concluent comment les assembler dans la conception dont ils ont besoin, ce qui permet une autorité fine sur la construction et les propriétés des appareils à proximité. Cependant, ils peuvent également adopter une approche «descendante» où ils choisissent comment leur dispositif général doit être formé mathématiquement et robotisent ensuite la façon dont les brins d'ADN sont assemblés. La consolidation des deux prend en compte l'expansion de la complexité des mathématiques générales tout en conservant une puissance exacte sur les propriétés de segment singulier. Un autre élément essentiel du produit est qu'il permet des reconstitutions de la façon dont les dispositifs à ADN prévus se déplaceraient et fonctionneraient dans la réalité.
Le produit aide les scientifiques à planifier des approches pour prendre de minuscules brins d'ADN et les joindre dans des conceptions complexes avec des pièces comme des rotors et des pivots qui peuvent se déplacer et terminer un assortiment de tâches, y compris le transport de médicaments. Les spécialistes le font depuis plusieurs années avec des appareils plus lents avec des avances manuelles monotones, a déclaré Carlos Castro, co-créateur de l'enquête et enseignant partenaire de conception mécanique et aéronautique à l'Ohio State.
Selon Castro, les nanodispositifs qui auraient pu prendre quelques jours aux scientifiques pour être planifiés ne leur prennent plus que quelques minutes. De plus, les scientifiques peuvent actuellement fabriquer des nanodispositifs beaucoup plus imprévisibles – et précieux. Le co-créateur Hai-Jun Su, professeur de conception mécanique et aéronautique à l'Ohio State, a déclaré qu'en raison de son expérience antérieure, il était capable de fabriquer des dispositifs avec jusqu'à environ six segments individuels et de les associer à des articulations et des pivots et de tenter de les faire exécuter. mouvements complexes.
Il ajoute en outre qu'avec l'aide de ce produit, il n'est pas difficile de fabriquer des robots ou différents appareils avec jusqu'à 20 segments qui sont beaucoup plus simples à contrôler. C'est une avancée gigantesque dans leur capacité à planifier des nanodispositifs capables de jouer les activités complexes selon les besoins des scientifiques. Le produit présente un assortiment d'avantages qui aideront les chercheurs à planifier des nanodispositifs plus performants et plus favorables et – les scientifiques en font confiance – à raccourcir le temps avant qu'ils ne soient utilisés normalement.
L'un des avantages est qu'il permet aux spécialistes de faire l'ensemble du plan véritablement en 3D. Les dispositifs de plan antérieurs permettaient juste la création en 2D, contraignant les spécialistes à planifier leurs manifestations en 3D. Cela impliquait que les créateurs ne pouvaient pas rendre leurs appareils excessivement époustouflants. La consolidation des deux prend en compte l'expansion de la complexité des mathématiques générales tout en gardant une maîtrise exacte des propriétés de segment singulier, a déclaré Castro. Un autre élément essentiel du produit est qu'il permet de recréer la façon dont les dispositifs à ADN prévus se déplaceraient et fonctionneraient dans la réalité.
Selon ce que dit Castro, plus ces conceptions sont complexes, plus il devient difficile de déterminer à quoi elles ressembleront et comment elles fonctionneront. Il est fondamental d'avoir la possibilité d'imiter le fonctionnement réel des appareils. Sinon, les scientifiques brûlent une tonne de temps. En tant qu'exposition de la capacité du produit, la co-créatrice Anjelica Kucinic, une doublure de doctorat en substance et en conception biomoléculaire à l'Ohio State, a poussé les analystes à fabriquer et à représenter de nombreuses nanostructures prévues par le produit.
Une partie des appareils qu'ils ont fabriqués comprenait des bras de robot avec des pattes qui peuvent obtenir des choses plus modestes, et une construction de 100 nanomètres qui ressemble à un avion (Le 'plan' est plusieurs fois inférieur à la largeur d'un cheveu humain). La capacité de fabriquer des nanodispositifs plus imprévisibles implique qu'ils peuvent accomplir des choses plus précieuses et même mener à bien diverses entreprises avec un seul appareil, a déclaré Castro.
Par exemple, c'est une chose d'avoir un robot à ADN qui, après infusion dans le système circulatoire, peut reconnaître un microbe spécifique. Castro a déclaré qu'il prévoyait que pour les prochaines années, la programmation MagicDNA sera utilisée dans les collèges et autres laboratoires d'examen. Quoi qu'il en soit, son utilisation pourrait s'étendre ultérieurement.
'Il y a la possibilité d'avoir de plus en plus d'intérêt commercial pour la nanotechnologie de l'ADN', a-t-il déclaré. 'Je pense que dans les cinq à 10 prochaines années, nous commencerons à voir des utilisations commerciales des nanodispositifs à ADN et nous espérons que ce produit pourra contribuer à cela.'