生物以DNA的形式包含自己的組裝和操作指令。沒有生命的物體不是這樣的：任何想要3D打印物體的人也需要一組指令。如果幾年后他們選擇再次打印同一個對象，他們需要訪問原始的數(shù)字信息。對象本身不存儲打印指令。
蘇黎世理工學(xué)院的研究人員現(xiàn)在與一名以色列科學(xué)家合作，開發(fā)了一種在幾乎任何物體上存儲大量信息的方法。”通過這種方法，我們可以將3D打印指令集成到一個物體中，這樣在幾十年甚至幾百年后，就可以直接從物體本身獲得這些指令，”化學(xué)和應(yīng)用生物科學(xué)系教授羅伯特·格拉斯解釋說。儲存這些信息的方法和生物一樣：在DNA分子中。
“事物的DNA”
過去幾年的一些發(fā)展使這一進展成為可能。其中之一是格拉斯用嵌入在微小玻璃珠中的DNA“條形碼”標(biāo)記產(chǎn)品的方法。這些納米顆粒有多種用途；例如，作為地質(zhì)測試的示蹤劑，或作為高質(zhì)量食品的標(biāo)記，從而將它們與贗品區(qū)分開來。條形碼相對較短：只有一個100位的代碼（100個位置用“0”s或“1”s填充）。這項技術(shù)現(xiàn)在已經(jīng)被ETH的子公司Haelixa商業(yè)化。
同時，在DNA中存儲大量數(shù)據(jù)成為可能。格拉斯的同事、以色列計算機科學(xué)家亞尼夫·埃爾里奇（Yaniv Erlich）開發(fā)了一種理論上可以在一個NA中存儲215000兆字節(jié)數(shù)據(jù)的方法。而格拉斯自己也能將整個音樂專輯儲存在DNA中——相當(dāng)于15兆字節(jié)的數(shù)據(jù)。
正如他們在《自然生物技術(shù)》雜志上所報道的那樣，這兩位科學(xué)家現(xiàn)在已經(jīng)將這些發(fā)明結(jié)合成一種新的數(shù)據(jù)存儲形式。他們稱這種存儲形式為“事物的DNA”，是在物聯(lián)網(wǎng)上的一種起飛，在物聯(lián)網(wǎng)中，物體通過互聯(lián)網(wǎng)與信息相連。
與生物學(xué)相當(dāng)
作為一個用例，研究人員用塑料打印了一只兔子，其中包含了打印物體的指令（大約100千字節(jié)的數(shù)據(jù)）。研究人員通過在塑料中添加含有DNA的微小玻璃珠來實現(xiàn)這一目標(biāo)。”就像真正的兔子一樣，我們的兔子也有自己的藍(lán)圖。
就像在生物學(xué)中一樣，這種新的技術(shù)方法保留了幾代人的信息——科學(xué)家們通過從兔子的一小部分提取打印指令并用它們打印一個全新的指令來證明這一點。他們能夠重復(fù)這個過程五次，基本上創(chuàng)造了原始兔子的“曾曾孫”。
“所有其他已知的存儲形式都有固定的幾何結(jié)構(gòu)：硬盤驅(qū)動器必須看起來像硬盤驅(qū)動器，CD必須像CD。“你不能在不丟失信息的情況下更改表單，”Erlich說DNA是目前唯一可以作為液體存在的數(shù)據(jù)存儲介質(zhì)，它允許我們將其插入任何形狀的物體中。
這項技術(shù)的進一步應(yīng)用將是隱藏日常物體中的信息，專家稱之為隱寫術(shù)。為了展示這一應(yīng)用，科學(xué)家們轉(zhuǎn)向了歷史：在證明二戰(zhàn)期間華沙貧民區(qū)生活的不多的文件中，有一個秘密檔案，由當(dāng)時居住在那里的猶太歷史學(xué)家和貧民區(qū)的人收集起來，藏在牛奶罐里，不讓希特勒的軍隊看到。今天，這個檔案被列入聯(lián)合國教科文組織的世界記憶登記冊。
格拉斯、埃爾里奇和他們的同事利用這項技術(shù)將一部關(guān)于這個檔案館的短片（1.4兆字節(jié)）存儲在玻璃珠中，然后將其倒入普通眼鏡的鏡片中。”厄里奇說：“通過機場安檢，帶上這樣一副眼鏡，將信息從一個地方傳送到另一個地方而不被發(fā)現(xiàn)，這是沒有問題的。”。從理論上講，在制造過程中，任何溫度不太高的塑料制品中都應(yīng)該可以隱藏玻璃珠。這種塑料包括環(huán)氧樹脂、聚酯、聚氨酯和有機硅。
標(biāo)記藥物和建筑材料
此外，這項技術(shù)可用于標(biāo)記藥物或建筑材料，如粘合劑或油漆。格拉斯解釋說，有關(guān)它們質(zhì)量的信息可以直接存儲在藥物或材料本身中。這意味著醫(yī)療監(jiān)督機構(gòu)可以直接從產(chǎn)品中讀取生產(chǎn)質(zhì)量控制的檢測結(jié)果。例如，在建筑物中，進行翻新的工人可以找出原始結(jié)構(gòu)中使用的制造商的產(chǎn)品。
目前這種方法還是比較昂貴的。格拉斯說，翻譯一個像儲存在塑料兔子DNA中的3D打印文件大約需要2000瑞士法郎。
