DNA（脫氧核糖核酸）是生命系統的核心遺傳物質。近年來，隨著DNA納米技術的深入發展，研究人員開始從高分子材料角度認識和研究DNA。由於DNA單體不僅是可以按預期設計而精準定製序列和結構的大分子，並且具有完整保留DNA的生物學屬性。因此，DNA功能材料可架起生命、化學與高分子之間的橋梁。自然界存在的DNA分子多為線形和環形，這兩種DNA基元難以構築複雜多樣的DNA功能材料。樹枝狀DNA可以根據需求巧妙設計為各向同性或各向異性、對稱性或非對稱性的結構。並且，樹枝狀DNA具有的多分支結構可定製連接多種不同的功能元件。這些特性使得樹枝狀DNA作為一種靈活通用的構築基元，以可控的方式精準構建DNA功能材料，並廣泛應用於生物醫學等領域。工程化生物納米結構可以作為模板來定位和排列功能材料，以滿足大量的生物技術應用。DNA是組裝生物納米結構的一種有吸引力材料，DNA納米技術已經產生了無數的結構，最有名的是應用DNA摺紙來獲得複雜的設計，但因只有四種鹼基，DNA納米結構的發展受到了限制。而儘管蛋白質的複雜性使得設計基於蛋白質的納米結構比DNA更加困難，但它也展現了更廣闊的功能潛力，特別是將蛋白質與特定序列的核酸（DNA或RNA）結合，能自組裝成雜交納米結構。澳大利亞新南威爾斯大學生物技術與生物分子科學學院多米尼克·格洛弗等科學家，綜述了管、籠、跨膜圓盤等不同形態的雜交核酸—蛋白質納米結構，這些結構可用於分子靶向輸送、提高酶級聯反應速率，並可作為其他難以研究的生物現象的體外模型，還能克服DNA和RNA納米結構發展的局限。在生態友好型的創新道路上，素食蜘蛛絲製成的服裝在2019年脫穎而出。生物技術公司Spiber為The North Face的日本分銷商Goldwin製作了第一件可用於商業的合成蜘蛛絲夾克。在這款奇特的服裝中，Spiber應用DNA材料技術，通過使用微生物發酵作為生產蜘蛛絲蛋白的方法，在生產蜘蛛絲的DNA的基礎上創建了自己的DNA，將其與微生物結合，在容器中餵養它們，以便它們能夠生產所需的蛋白質，然後將這些紗線織成紡織品。此外，研究人員Aidas和Stella McCartney與生物技術公司Bolt Threads合作，在實驗室中重新創造出蜘蛛絲中的蛋白質，從而製成了「完全可生物降解」的生物纖維網球裙。來自美國康奈爾大學生物工程和環境工程系的教授羅丹實驗室早在二十年前就率先合成了樹枝狀DNA並將其引入分子檢測，實現了DNA的納米條形碼；該材料還可以和抗體連結形成DNA-抗體雜化分子，後者有望在高通量核酸檢測和靶向治療方面廣泛應用。羅丹教授近期在《科學·機器人學》雜誌（Science Robotics）上發表文章介紹了一種以DNA為原始材料來設計、組裝並運行的軟機器人新材料。這種「軟機器人」材料可以從55個核苷酸鹼基的DNA分子增殖形成幾毫米長的DNA水凝膠，這種膠體通過首端生長、尾端降解獲得動力，從微流系統中獲得「營養」，實現「人工新陳代謝」從而自主運動。它也可以應用於生物檢測，並且有望做成可攜式的檢測裝置。
同時，羅丹實驗室已經利用DNA水凝膠製造出蛋白質，能夠實現在無細胞系統生產大量的活性蛋白質，包括某些活細胞無法生產的蛋白質，這為藥物篩選和蛋白製藥提供了一條頗具前景的方法。另外，羅丹實驗室提出了一種名為DNA超膠的特種材料的設計，這種兼具固體和液體特徵的類生命材料擁有類似人類的新陳代謝功能，在動物實驗中被發現可激發小鼠的天然免疫機制，從而抑制小鼠的腫瘤生長，這對於攻克癌症這一挑戰來說是一次全新的嘗試。
根據Domo的數據，2020年每分鐘，谷歌進行400萬次搜索，發送了204，000，000封電子郵件，發了27萬次推特。到2021年，全球人均每秒將創造約1.7兆字節的數據，一年可創建約418ZB（4180億個1TB硬碟的信息價值）。目前的磁性或光學數據存儲系統通常不能持續超過一個世紀，我們即將遇到嚴重的數據存儲問題，2017年，哈佛大學的教會小組採用了CRISPR DNA編輯技術，將人類手掌的圖像記錄到大腸桿菌的基因組中，這些圖像的讀取精度超過90%。這種將DNA作為存儲材料使用的研究正逐漸實現商業化，例如華盛頓大學和微軟研究公司的研究人員已經開發出一種全自動系統，用於編寫、存儲和讀取DNA編碼的數據；微軟和Twist生物科學在內的許多公司都在努力推進DNA存儲材料的研發技術。美國的Catalog公司正試圖降低DNA存儲材料的成本，通過製作可以用酶縫合在一起的20到30個鹼基對長的DNA片段，Catalog製作的DNA存儲材料將十分廉價，存儲1MB數據的成本幾乎不到0.001美分。近日，有研究人員開創性的將納米技術與DNA研究相結合，發明了一種可以改變了光學性質的新材料。這種納米尺度上的超級材料可以運用其特殊的光學性能進行調諧。研究小組利用附著在DNA鏈上的金納米粒子，根據需求對其進行收縮和拉伸，從而改變材料的顏色。通過進一步的實驗以及研究，我們可以運用同樣的機理轉化任何顏色，來製造環境或醫療中的傳感器，甚至是隱形鬥篷。由韓國科學技術研究院儲能研究中心KyungYoonChungtg士、蔚山科學技術研究院教授Sang．Young博士和Won-young Chang博士（韓國科學技術研究院儲能研究中心首席研究員）組成的聯合研究團隊該材料利用鮭魚的DNA成功開發出了高性能鋰離子電池用高容量陰極材料。研究人員在實驗中發現鮭魚的DNA與理離子具有很強的親和力，於是合成了碳納米管（CNT）與鮭魚DNA的複合塗層材料。將DNA／CNT混臺物均勻地排列並附巷在OLO的表面，從而研製出了一種新型的陰極材料。該材料在充放電循環過程中有效改善了OLD的電化學特性以及結構穩定性，在提高鋰電池壽命方面做出了較為出色的成績並為DNA功能性材料的商業化應用提出了新的思路。
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