科學家開發(fā)出分子水平3D打印技術：基因3D打印

        3D打印技術最終將走向何方,？它能帶給人類什么樣的未來？認為,，最終,，無論是我們的有生之年能否看到，我們都會有納米工廠,，即分子水平的3D打印,。設想在未來，我們能夠通過一個復雜的計算機系統(tǒng)把垃圾變成幾乎我們任何想要東西,，任何硬件都能在分子水平上進行制造,。
       是的,，知道,，你們中許多人可能在想：“這個瘋子在想什么？”然而,，近日一對研究人員,，弗吉尼亞理工大學的生物系統(tǒng)工程助理教授 Justin Barone和Ryan Senger發(fā)表了他們的研究成果，試圖將3D打印向分子水平推進,。
       這兩位科學家將3D打印與分子自組裝的思路結合起來創(chuàng)建他們稱之為“遺傳3D打�,。╣enetic 3D printing）”的技術。所謂分子自組裝,，是指分子在不受人類外力之介入下,，自行聚集,、組織成規(guī)則結構的現(xiàn)象。分子自組裝也是一種自下而上的方式,，與3D打印有類似之處,。
      兩位科學家的研究起源于一次偶然的發(fā)現(xiàn)：研究人員無意中創(chuàng)建了一種有能力自我組裝成纖維的蛋白。
      當時他們只是試圖通過切掉一部分面筋蛋白質來生產(chǎn)面筋膠粘劑,。接下來發(fā)生的事情讓他們大吃一驚,，那些被去掉的蛋白質在燒杯中自組裝成了纖維！

       “我最開始認為這是一個錯誤,�,！盉arone說：“我認為是一個正在脫發(fā)的學生，把他掉落的頭發(fā)弄得滿實驗室都是從而導致了這一現(xiàn)象,。于是讓他戴個東西把頭發(fā)裹住,，他照做了。這次我們更加小心,，但是再次出現(xiàn)了纖維,。我又對整個實驗室徹底地吸了一次塵。結果還是一樣,。于是我們開始研究它們并意識到我們正在面臨一項重大發(fā)現(xiàn),。”
       這些纖維的質量堪比蜘蛛絲,，這是科學家們多年以來一直試圖制造的東西,。 蜘蛛絲的強度—重量比是鋼材的5倍，是各種應用的理想材料,。

         研究人員重新開始,，發(fā)現(xiàn)他們還可以通過操縱纖維的蛋白質結構改變其顏色。但是這還不是全部,。據(jù)了解,。研究人員將面筋蛋白與其它蛋白結合，能夠在分子水平打印出具有不同電特性,、強度和顏色的纖維,。
        一般的3D打印是用軟件將計算機代碼和原料轉化成物理對象。而在目前的研究情況下,，研究人員發(fā)現(xiàn),，他們能夠使用遺傳圖譜作為他們的計算機代碼，通過對DNA進行倒推,，將其插入到宿主細菌即e-coli菌,。從那里，蛋白質（原料）開始生長（注：這其實就是DNA的表達與蛋白質的合成過程嘛）,，并彼此相互作用,，形成研究人員已經(jīng)設定的纖維,。
         雖然聽起來實在太科幻了，但是 Justin Barone和Ryan Senger都認為,，他們最終可能會利用這種方法在分子水平制造各種物體,。 因為蛋白質纖維是天然的構建“磚塊”，一旦他們找到一種方法能夠使蛋白質纖維組成更大的結構,，那么任何東西都能夠制造,，無論是咖啡壺、還是人體骨骼,，甚至肌肉,。
        研究人員目前正在努力推進他們的發(fā)現(xiàn)，并制造出了大量真絲般的纖維以用于各種用途,。 此外,，他們正在尋找各種方法來增加每根纖維的大小，最終實現(xiàn)制造更大的物體,。