保罗·罗瑟蒙德是一位计算机科学家和艺术家,尽管不一定按这个顺序。他使用少量的DNA分子、原子力显微镜和一台计算机,可以将500亿个笑脸的图像放入不超过一滴水大小的空间中。
罗瑟蒙德将他混合的艺术、生物学和技术称为“DNA折纸”,因为它通过使用数百个短DNA链(罗瑟蒙德称之为“钉”)将更长的遗传核酸链折叠成纳米级形状和图案而创造。
由此产生的微观作品目前正在纽约市现代艺术博物馆(MoMA)展出,直至5月12日,作为“设计与弹性思维”展览的一部分。展览包括雪花和地图的图像——更不用说1970年代风格的笑脸,这些笑脸只有约100纳米宽(相当于人类头发宽度的千分之一),两纳米厚,包含约14,000个DNA碱基。
可以称之为科学的艺术,或者,如果你愿意,也可以称之为艺术的科学。“在选择要提出的问题、使用什么工具来回答这些问题,尤其是在之后如何可视化和解释答案方面,都存在艺术和美学,”这位艺术家兼科学家,加州理工学院帕萨迪纳分校的计算机科学高级研究助理*说。“你在计算机中设计东西,你订购DNA链,你将它们混合[在盐水中]。” 然后必须将链加热到几乎沸腾,然后再冷却,这需要几个小时。“就这么简单,”罗瑟蒙德补充道。*
但罗瑟蒙德说,也许最重要的是,DNA折纸证明了微观材料可以被控制,从而形成特定的物体。“这项工作对于[可能]制造更小的电路令人兴奋的原因在于,这种分辨率大约比当前计算机芯片[在45至60纳米]的特征小8到10倍,”他说。创建DNA折纸的过程允许同时制作许多形状或图案(在一滴水中可制作500亿个),这为更快、更便宜地制造大量电路铺平了道路,比现在可能实现的更快更便宜。
罗瑟蒙德还设想了许多其他可能的应用。“这将是一种纳米级试验平台,”他说,“因此你可以按照你想要的方式安排事物,看看它们是如何工作的。”
罗瑟蒙德目前正与IBM合作,将这项技术应用于电路,但他承认,消费者应用还需要数年时间。“从现在起五十年后,”他说,“或者可能更早,我们希望能够像编程计算机一样编程分子。”
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* 注:保罗·罗瑟蒙德最初被认为是高级研究员。他的最新职称和制备DNA链所涉及的额外步骤是在文章最初于2008年4月11日发布后添加的。