突破 2 纳米工艺极限：DNA 生物晶体管实现分子级计算与存储双重突破

4 月 29 日消息，韩国科学技术院（KAIST）于 4 月 22 日发布博文，宣布其工程生物学研究生院崔英宰（Yeongjae Choi）教授领导的团队突破 2 纳米工艺极限，成功研发出一种基于 DNA 的生物晶体管，实现了分子层面的计算与信息存储双重功能。

相关研究成果已发表于国际期刊《Science Advances》。

援引博文介绍，随着半导体技术逼近 2 纳米极限，进一步微型化硅基器件面临巨大挑战，促使科学界探索分子级信息处理的替代方案。

DNA 凭借其碱基互补配对的特性，可实现精准可编程反应，且碱基对间距仅为 0.34 纳米，为超微型信息处理提供了理想平台。

然而，传统 DNA 电路存在一次性使用的缺陷。DNA 分子一旦发生反应即被消耗，无法维持连续的信息处理或记忆存储，导致以往系统仅限于简单的单次检测功能。

KAIST 研究团队为攻克这一难题，设计出能够响应外部信号进行可逆组装与解组装的 DNA 分子，这种结构变化能够持久存在并编码信息，让系统具备存储历史输入并以此为基础进行后续计算的能力。

该技术模拟了半导体晶体管的工作原理。如同电子晶体管处理电信号，该 DNA 系统能处理化学信号并同步存储计算结果，实质上发挥着生物晶体管的作用。

该技术有望应用于体内分子级诊断装置，实时监测特定疾病信号并自主判断。崔英宰教授表示，该成果将 DNA 分子计算机的实现可能性提升至新高度，为生物计算与医疗技术领域提供了全新发展方向。

参考

Reset-free DNA logic circuits for real-time input processing and memory

KAIST Researchers Develop DNA-Based Bio-Transistor Enabling Molecular Computation and Memory