12月12日下午，我校面向本科生推出的高端學術講座通海講堂第105講在奉賢校區通海廳正式開講，主講嘉賓康奈爾大學羅丹教授作題為“把dna做成萬能通用材料”的主題報告，我校生物反應器工程國家重點實驗室主任張立新教授主持。

開講前，張立新介紹了羅丹教授的教育背景及科研經歷，將“生化環材”學生專業背景、就業疑惑和羅丹的研究工作緊密銜接。報告伊始，羅丹首先提出了一個引人入勝的觀點，認為dna不僅僅是一種遺傳材料，更是一種神奇的多功能通用材料。通過有趣的提問，他循序漸進地解釋了dna為何如此神奇。詳細介紹了實驗室如何通過高效的酶反應，首次在全球范圍內大規模合成了宏觀的純dna水凝膠、無需細胞即可生產蛋白質的p膠以及沒有生命卻能夠制造蛋白質的人工細胞。這一系列創新為“無細胞合成生物學”開辟了一條嶄新的道路。

首先dna作為塑料原料有哪些優勢，能夠實現哪些應用？與合成高分子材料不同，dna是一種天然存在且擁有悠久歷史的高分子。幾乎所有生物都擁有分解dna的酶，因此無需擔心無法降解的問題。此外，dna的來源非常廣泛，生物不斷地制造dna，可謂取之不盡用之不竭。研究團隊通過從海洋微生物和釀酒廠等殘渣中收集天然dna作為原料。通過獨特的小分子交聯劑，成功在室溫下迅速將dna解旋形成凝膠。通過調整條件，可以制備出柔軟或堅硬的dna凝膠，展現出電絕緣性、高強度和可拉伸性等特性。通過添加其他材料，還賦予dna凝膠新功能，如不粘性和高黏附力。dna塑料的制備簡便、環保，具備替代傳統塑料的潛力。

此外，羅丹還強調了實驗室創造的“類生命材料”dnasoft robots的獨特之處。這種材料不僅具備自主進化能力，而且結合人工智能技術，可以實現對病原體的快速診斷，為醫學領域帶來革命性的變革。如在與重慶西南醫院檢測科陳鳴教授的合作中，羅丹課題組發現dna水凝膠可實現基于手機的超薄便攜核酸現場檢測。這一裝置具備在4℃?-37℃野外環境下操作的能力，可從血液、尿液、唾液、污水、食品、植物等樣本中檢測目標dna。令人矚目的是，該檢測裝置的特異度達到單堿基差異水平，而輔助設備僅需一臺智能手機。這項技術的優勢顯而易見。首先，便攜性極高，通過智能手機即可完成檢測，不再需要復雜昂貴的設備。其次，覆蓋多種樣本來源，使其在不同領域的應用更為廣泛。最重要的是，高度特異的檢測水平保證了結果的準確性，為現場實時監測提供了可靠的解決方案。這一創新有望在醫學、環境監測和食品安全等領域產生深遠影響。

在互動環節，羅丹一一解答了學生們對于“類生命材料與人工智能融合時所面臨的挑戰”“將基因與凝膠結合時可能遇到的問題”以及“dna材料何時能夠在我們日常生活中廣泛應用”等問題。他以生動形象的語言，深入淺出地描繪了這些科學領域的復雜性，為聽眾呈現了一幅令人深思的未來科技畫卷。

總體而言，羅丹實驗室的研究為dna材料的開發提供了新的方向，將納米技術和生物制造領域融合，為可持續性材料的發展和醫學應用的創新帶來了新的希望。這一研究不僅在國際上取得了顯著成果，而且為我們理解生命起源和發展提供了全新的視角。

我校生物工程學院部分青年教師代表參加了此次“通海講堂”。