生命以DNA的形式包含他们自己的组装和操作指令。对于无生命的物体就不是这样了。任何人想要3d打印一个物体也需要一套指令。如果他们选择在数年后再次打印同样的物品,他们需要获得原始的数字信息;对象本身并不存储打印指令。

研究人员已经开发出一种几乎可以在任何物体上存储大量信息的方法。通过这种方法,3d打印指令可以集成到一个物体中,这样在几十年甚至几个世纪之后,就可以直接从物体本身获得这些指令。

之前开发的一种方法是将DNA“条形码”嵌入微小的玻璃珠中,对产品进行标记。这些纳米珠子有多种用途;例如,作为地质测试的示踪剂或高质量食品的标记物,从而将它们与仿冒品区分开来。条形码相对较短,只有100位代码。与此同时,在DNA中存储大量数据已经成为可能。一种方法也被开发出来,理论上可以在一克DNA中存储215000兆兆字节的数据,并在DNA中存储一整张唱片——相当于15兆字节的数据。

这种新的存储形式被称为“物的DNA”。作为一个用例,研究人员3d打印了一只塑料兔子,其中包含打印该物体的指令(约100千字节的数据)。研究人员通过在塑料中加入含有DNA的小玻璃珠来实现这一目标。这种新的技术方法可以在几代人的时间内保留这些信息。科学家们通过从兔子的一小部分身上提取打印指令,然后用它们来打印一个全新的兔子,证明了这一点。他们可以重复这个过程五次,基本上创造了原来兔子的“曾曾曾孙”。

研究人员利用这种技术将1.4兆字节的短片储存在玻璃珠中,然后将其倒入普通眼镜的镜片中。从理论上讲,在制造过程中,应该可以将玻璃珠隐藏在任何不会达到过高温度的塑料物体中。这些塑料包括环氧化合物、聚酯、聚氨酯和硅酮。

该技术可用于标记药物或粘合剂或油漆等建筑材料。有关其质量的信息可以直接存储在药物或材料本身;医疗监督部门可以直接从产品中读取生产质量控制的检测结果。例如,在建筑中,翻修的工人可以发现原来的结构中使用了哪些制造商的产品。

欲了解更多信息,请参见苏黎世联邦理工学院


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本文首次发表于2020年10月号yabovip16.com杂志。

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