Forskning: 3D-printede objekter kan utstyres med sitt eget DNA

ETH Zürichs 3D-printede Stanford-kaninmodeller, laget for å inneholde sin egen .stl-fil. Foto via ETH Zürich

En gruppe forskere ved ETH Zürich har oppdaget en metode for å utstyre 3D-printede gjenstander med sitt eget DNA. Teamet bidro til et forskningsfelt som undersøkte DNAs potensiale for datalagring, og demonstrerte disse mulighetene ved å 3D-printe en Stanford kaninmodell kodet med sin egen .stl-fil.

Man ser på dette som tingenes DNA (DoT), slik teknologi har implikasjoner til å lage mer allsidige informasjonslagre med høy kapasitet og beskytte sensitive data. “Det kan også lette,” sier forskningen, “utviklingen av selvreplikerende maskiner.”

DNA som datalagring
DNA er sammensatt av en sekvens på fire bokstaver, som hver representerer en kjemisk byggestein i livet. For datalagring kan hver av disse bokstavene (A, T, G og C) tilordnes et informasjonsstykke, som i binær kode, og sekvenseres for å registrere et sammensatt datasett. Ved å bruke disse grunnleggende prinsippene rapporterte et annet team fra et teknologisk oppstartsfirma basert i Boston ved navn Catalog, et selskap som spesialiserer seg på en slik prosess, nylig at det vellykket hadde kodet 16 GB info fra Wikipedia til syntetisk DNA.

Når verden i økende grad er avhengig av datalagringsløsninger, fremstår DNA som et alternativ til flash-stasjoner og harddisker. En av de potensielle fordelene er at DNA-data potensielt kan oppta mindre plass enn disse enhetene. Det kan også ta en hvilken som helst form. “Hvis du tenker på annen lagringsteknologi, enten det er kassetter, plater eller harddisker, krever de en viss type geometri. Et bånd er et bånd. En plate er en plate, forklarer Yaniv Erlich, ETH Zürich- samarbeidspartner og sjef for vitenskapssjef ved den DNA-baserte slektsforskningstjenesten MyHeritage. “DNA er den eneste lagringsteknologien som ikke har en definert geometri på makroskopisk nivå.”

Selvreplikerende kaniner
Stanford-kanineksemplet som forskerteamet på ETH Zürich har gitt oss, er en modell laget av et spesielt syntetisert materiale. .Stl-filen for kaninen ble oversatt av teamet til en firesifret kode. Denne koden ble syntetisert til en tilsvarende DNA-sekvens.

DNA-sekvensen ble kodet på oligonukleotider, syntetiske strenger av nukleinsyre som bygger opp DNA, før de innkapsles i nanopartikler av silika. De DNA-holdige nanopartiklene ble deretter blandet med en termoplast og ekstrudert som en glødetråd for 3D-printing. Gjennomføringen av syklusen ble små prøver av materialet kuttet fra de 3D-printede kaninmodellene, effektivt brukt til å “klone” det opprinnelige objektet. Fem generasjoner av modellen ble 3D-printet, hver ved bruk av en prøve fjernet fra forrige.

Selv om dataene ble forringet litt hver gang, (med mer enn 20 prosent av informasjonen som mangler fra femte generasjon), var teamets dekodingsprogram, DNA Fountain, i stand til å fylle ut manglende data og fremdeles produsere det samme objektet.

.stl filer er imidlertid ikke den eneste typen informasjon som kan lagres på DNA-tråder. I et ytterligere eksperiment beviste teamet evnen til å lagre en 1,4 MB video om DNA i brilleglass av pleksiglass.

Artikkelen som diskuterer ETH Zürichs metode, med tittelen “A DNA-of-things storage architecture to create materials with embedded memory,”, er publisert online i tidsskriftet Nature Biotechnology. Oppgaven er medforfattet av Julian Koch, Silvan Gantenbein, Kunal Masania, Wendelin J. Stark, Yaniv Erlich og Robert N. Grass.

Tags: , , ,
Publisert av: 

Del denne artikkelen

Legg igjen en kommentar

Din e-postadresse vil ikke bli publisert. Obligatoriske felt er merket med *


Ny driver forbedrer Mimakis maskiner

Med den nye printerdriveren Cuttlefish får brukerne av Mimakis fullfarge 3D-printer bedre kontroll over geometri, farger og materialoverganger.

Publisert av: 

3D-printing uten manuell programmering

ABB Robotics, robotdivisjonen til det sveitsisk-svenske multinasjonale elektronikkfirmaet ABB har introdusert 3D-print programvare for sitt robotsimuleringsprogram.

Publisert av: 

Optimaliserer smykkeproduksjonen

Den amerikanske 3D-printerprodusenten 3D Systems har kunngjort en ny smykkeproduksjonsløsning for sin Figur 4 3D-utskriftsplattform. Figure 4 Jewelry, designet for det 3D-printede smykkemarkedet, består av 3D Systems maskinvare, programvare og materialer optimalisert for å gi høy nøyaktighet, rike detaljer og glatte overflater.

Publisert av: 

Mindre plast – flere brett

Et fransk selskap som heter Hexa Surfboard har investert helhjertet i design og 3D-printing av miljøvennlige surfebrett. Målet er å redusere plasten i verdenshavene.

Publisert av: 

Postnord kjøper HP 3D-printer

I Sverige 3D-printer Postnord deler og reservedeler for kunder på forespørsel. Nå styrker de sin 3D-printvirksomhet med en ny HP 3D-printer. -Med denne teknologien kan vi effektivisere hele forsyningskjeden og kutte hele distribusjonsstadier, sier Tomas Lundström, sjef for 3D i Postnord Strålfors.

Publisert av: 

PLM Group satser på programvare

PLM Group, forhandler av HP, 3D Systems og Markforged i det nordiske markedet, investerer nå ytterligere i programvare. Derfor inngår de et samarbeid med den belgiske utvikleren Materialize.

Publisert av: 

Reguleringer for 3D-printing av kroppsdeler

Artikkelen tar for seg fremskrittene til 3D-printing og dens avlegger bioprinting innen feltet medisin, og stiller spørsmål om lovreguleringer som finnes, og andre som kanskje bør komme på plass før utviklingen løper fra lovgiverne.

Publisert av: 

Bransjeekspertene spår om 2020

3D Printing Industry har spurt 80 insidere i ledende firmaer innen additiv tilvirkning om hva de tror kommer til å skje i 2020. Vi viderebringer her et utvalg av svarene, oversatt til norsk.

Publisert av: 

Pasientspesifikke stents godkjent i USA

3D-printede pasientspesifikke luftveisstents, utviklet av en lege ved Cleveland Clinic, et medisinsk senter i Ohio, har fått godkjenning fra US Food and Drug Administration (FDA).

Publisert av: 

Autodesk lager generativ design for Airbus

En av fordelene med 3D-printing teknikken er at den er i stand til å produsere former som tidligere ikke var mulig å fremstille ved tradisjonelle, subtraktive metoder. Dette gjør at ingeniører må frigjøre seg fra begrensningene som de er vant med å ha når de skal designe deler. Ved å benytte seg av programvarer fra Autodesk har Airbus tenkt nytt rundt en rekke flydeler. 

Publisert av: