據外媒體5月12日（北京時間）報道，美國杜克大學研究人員稱，他們利用攜帶全部生命信息的DNA（脫氧核糖核酸）的獨特雙螺旋結構，將經過改造的DNA片段和其他分子進行簡單混合，即可制造出無數個同樣的、細小的、像華夫餅干一樣的器件。利用這種技術，將來或只需一天時間就可達到現在全球每月的芯片生產量。

杜克大學電子和計算機工程學副教授克里斯·德維耶認為，下一代電腦中或將不再使用硅芯片，而使用由DNA片段制造的邏輯芯片。

DNA由多對核苷酸堿基組成，這些堿基之間的關系非常密切，德維耶團隊通過將這些堿基對以不同的順序進行排列，得到了不同的DNA片段。這個過程類似于玩拼圖游戲：混亂的拼圖碎片會慢慢找到它們的鄰居，最終成為一幅完整的拼圖。研究人員要做的則是將無數個拼圖碎片放在一起，然后拼出無數個同樣的拼圖。

在德維耶的實驗中，“華夫餅干”“拼圖”有16塊，光敏分子放置在“拼圖”的脊線上。當光線照射在光敏分子上時，光敏分子吸收光線，刺激電子，釋放出的能量會使附近的另一類光敏分子吸收這些能量，并發射出不同波長的光線。僅用一個探測器就可將輸出光線與輸入光線區別開來。

研究證明，這些納米結構能夠有效地進行自組裝，當在其上添加不同的光敏分子時，這個“華夫餅干”會顯示出獨特的“可編程”特性，因此，通過使用光線來刺激這些光敏分子，研究人員就能夠制造出簡單的邏輯門（開關）。使用更大一些的“華夫餅干”，可制造出更復雜的電路，而且這種可能性是無限的。

傳統的電路使用電流快速地在“0”和“1”之間切換，而在新的器件中，光線可刺激由DNA制造的開關作出同樣的反應，且速度更快。德維耶稱，這是人們首次證明分子具有如此活躍且快速的處理和傳感能力。

德維耶指出，這些“華夫餅干”器件可成為未來計算機芯片的基本組件。由于這些納米結構從根本上來說就是傳感器，因此，它亦可應用于生物醫學。研究人員可據此制造出細小的納米器件，以對作為疾病標識的不同蛋白作出反應。點擊此處了解更多

Encoded Multichromophore Response for Simultaneous Label-Free Detection Constantin Pistol 1, Vincent Mao 1, Viresh Thusu 1, Alvin R. Lebeck 2, Chris Dwyer 1

1. Department of Electrical and Computer Engineering Duke University 130 Hudson Hall Durham, NC 27708 (USA)2. Department of Computer Science Duke University Box 90921, Durham, NC 27708 (USA)【Abstract】The self-assembly of molecularly precise nanostructures is widely expected to form the basis of future high-speed integrated circuits, but the technologies suitable for such circuits are not well understood. In this work, DNA self-assembly is used to create molecular logic circuits that can selectively identify specific biomolecules in solution by encoding the optical response of near-field coupled arrangements of chromophores. The resulting circuits can detect label-free, femtomole quantities of multiple proteins, DNA oligomers, and small fragments of RNA in solution via ensemble optical measurements. This method, which is capable of creating multiple logic-gate-sensor pairs on a 2 × 80 × 80-nm DNA grid, is a step toward more sophisticated nanoscale logic circuits capable of interfacing computers with biological processes.