这项技术的核心是DNA分子。团队利用DNA的碱基配对特性，设计出可自我识别并组装成特定形状的纳米级“体素”，即三维像素单位。这些体素可像拼图一样组合在一起，形成高度复杂且具有功能性的纳米结构。这种“自下而上”的构建方式，与传统的“自上而下”光刻工艺截然不同，不仅效率更高，而且更适用于纳米级别的精细制造。
团队展示了该方法的广泛适用性。例如两个月前，他们为明尼苏达大学提供了一个嵌入微芯片的3D光传感器原型。该装置通过在芯片上培育DNA支架，并涂覆感光材料制成，展现了其在光电领域的潜力。
此外，团队还提出了一种逆向设计策略，可从目标结构出发，反推出所需的DNA构建块及其序列。这种方法被称为MOSES（结构编码自组装），类似于纳米级的计算机辅助设计软件，可帮助用户确定使用哪些DNA体素来构建特定的三维晶格结构。
团队为此进行了大量计算模拟和实验测试。他们将金纳米颗粒等材料整合进DNA支架中，赋予最终结构独特的光学性能，并增强了其稳定性，使其在高温环境下仍能保持结构完整。
团队正进一步探索如何利用这一平台构建更复杂的三维电路，甚至模拟人脑的神经连接结构，进而稳步推进一个“自下而上”的3D纳米制造平台。
总编辑圈点
这项技术的最大亮点，是能在跨学科多领域展现巨大潜力。如在生物医药方面，它能用于精准药物递送系统的开发，同时其生物相容性也为体内植入式器件提供了安全基础；在绿色能源方面，这种精确控制材料排列的方式，可用于设计高效催化剂结构，提升燃料电池或二氧化碳转化装置的效率；此外，借助其可编程特性，还可开发智能响应型材料，使其在不同环境刺激下改变结构或功能，应用于柔性电子、自修复涂层等领域。长远来看，这项技术或将催生“物质编程”这一新范式——就像我们编写软件一样，未来科学家可以直接“编写”物质的组成与结构，实现从数字设计到物理存在的无缝衔接。
