Geração de circuitos lógicos usará DNA como “tijolinhos” de construção

Circuitos lógicos de construção mais simples, barata e em quantidade ilimitada poderão formar “coração” de futuros computadores.

taniager

12 Maio 2010 | 13h55

Chris Dwyer e um modelo de seu sistema construído com base em DNA. Crédito: cortesia da Universidade de Duke, Durham.

Chris Dwyer e um modelo de seu sistema construído com base em DNA. Crédito: cortesia da Universidade de Duke, Durham.

Uma nova geração de circuitos lógicos de construção mais simples, barata e em quantidade ilimitada poderá formar o “coração” de computadores futuros. Isto é o que garante Chris Dwyer, da Universidade de Duke, nos EUA.

O segredo destes circuitos está nas propriedades específicas do DNA. No lugar de chips de silício, os engenheiros usarão sistemas construídos com DNA, a transportadora de dupla-hélice que contém toda a informação da vida.

Dwyer, que é professor assistente de engenharia eletrônica e de computação da Faculdade de Engenharia Pratt na referida universidade, demonstrou que misturando simplesmente trechos específicos de DNA e outras moléculas, ele poderia criar literalmente bilhões de estruturas minúsculas e idênticas, parecidas com “panquecas em camadas”, o mesmo que o “waffle” inglês.

Estas nanoestruturas podem ser usadas como blocos de construção para uma variedade de aplicações, que vão desde a biomédica à computacional.

Como funciona

Em moléculas biológicas úteis para capturar ou detectar energia luminosa, existe uma “semimolécula” denominada de cromóforo que causa uma alteração na conformação do conjunto ao receber luz. Quando a luz brilha sobre os cromóforos, eles absorvem-na, excitando os elétrons. A energia liberada na excitação de elétrons de um cromóforo passa ao cromóforo vizinho que emitirá luz, mas em um comprimento de onda diferente daquele da luz inicial.  Segundo Dwyer, esta diferença significa que esta luz de saída pode ser facilmente diferenciada da luz de entrada, usando um detector.

O detector funcionaria como uma chave baseada em DNA, muito mais rápida que as chaves de circuitos convencionais que utilizam corrente elétrica para alternar rapidamente entre zero e um, ou sim e não.

Os resultados do experimento de Dwyer demonstraram um processamento ativo, rápido e de grande capacidade de detecção ao nível molecular. Além do mais, a produção para suprir a demanda destes circuitos minúsculos tem capacidade ilimitada.

O DNA é uma molécula bem compreendida, constituída de pares de bases de nucleotídeos complementares que têm uma afinidade entre si. Trechos de DNA padronizados podem ser sintetizados de maneira barata ao colocar os pares em qualquer ordem. Em seus experimentos, os pesquisadores se aproveitaram da capacidade natural do DNA de se prender em áreas correspondentes e específicas de trechos de outro DNA.

As possibilidades são infinitas, quando se cria uma gama elevada de circuitos complexos construídos de estruturas compostas com muitas destas peças extremamente pequenas.

As nanoestruturas poderão ser utilizadas não apenas na computação. Como elas são sensores, basicamente, elas também poderão ser de grande utilidade em aplicações biomédicas, como por exemplo, em marcadores para detectar doenças em uma única gota de sangue.

Veja também:

Pesquisadores avançam na concepção da computação molecular
Menor supercondutor do mundo pode ter aplicações em energia
Computador molecular criativo “pensa” e se “cura” como o cérebro
Transistor orgânico alimenta sonho de computador similar ao cérebro
Neurocomputador que pensa como o cérebro está a caminho