Más pequeño que el virus del SIDA, actualmente es la circunferencia de los transistores más pequeños. La industria ha reducido los elementos centrales de sus chips de computadora a catorce nanómetros en los últimos sesenta años. Sin embargo, los métodos convencionales están llegando a límites físicos. Investigadoresen todo el mundo están buscando alternativas. Un método podría ser la autoorganización de componentes complejos de moléculas y átomos. Los científicos de Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf HZDR y la Universidad de Paderborn han hecho un avance importante: los físicos realizaroncorriente a través de nanocables chapados en oro, que se ensamblaron independientemente a partir de cadenas de ADN individuales. Sus resultados han sido publicados en la revista científica Langmuir .
A primera vista, se asemeja a las líneas de gusanos frente a un fondo negro. Pero lo que el microscopio electrónico muestra de cerca es que las estructuras del tamaño de un nanómetro conectan dos contactos eléctricos. Dr. Artur Erbe del Instituto de Física y Materiales del Haz IónicoLa investigación está contenta con lo que ve. "Nuestras mediciones han demostrado que se conduce una corriente eléctrica a través de estos pequeños cables". Esto no es necesariamente evidente, enfatiza el físico. Después de todo, estamos tratando con componentes hechos de ADN modificado.Con el fin de producir los nanocables, los investigadores combinaron una hebra larga larga de material genético con segmentos de ADN más cortos a través de los pares de bases para formar una hebra doble estable. Usando este método, las estructuras toman independientemente la forma deseada.
"Con la ayuda de este enfoque, que se asemeja a la técnica japonesa de plegado de papel origami y, por lo tanto, se conoce como origami de ADN, podemos crear pequeños patrones", explica el investigador del HZDR. "Los circuitos extremadamente pequeños hechos de moléculas y átomos sontambién es concebible aquí. "Esta estrategia, que los científicos llaman el método" de abajo hacia arriba ", tiene como objetivo convertir la producción convencional de componentes electrónicos en su cabeza". La industria hasta ahora ha estado utilizando lo que se conoce como el método 'de arriba hacia abajo'. Se cortan grandes porciones del material base hasta que se logra la estructura deseada. Pronto esto ya no será posible debido a la miniaturización continua ". El nuevo enfoque está orientado a la naturaleza: moléculas que desarrollan estructuras complejas a través de procesos de autoensamblaje.
Puentes dorados entre electrodos
Los elementos que de ese modo se desarrollarían serían sustancialmente más pequeños que los componentes de chip de computadora más pequeños de la actualidad. Teóricamente, los circuitos más pequeños podrían producirse con menos esfuerzo. Sin embargo, existe un problema: "La materia genética no conduce una corriente particularmente bien", señalaErbe. Él y sus colegas, por lo tanto, han colocado nanopartículas doradas en los cables de ADN mediante enlaces químicos. Utilizando un método "de arriba hacia abajo" litografía de haz de electrones, posteriormente hacen contacto con los cables individuales electrónicamente ". Esta conexiónentre los electrodos sustancialmente más grandes y las estructuras de ADN individuales se han encontrado con dificultades técnicas hasta ahora. Combinando los dos métodos, podemos resolver este problema. Por lo tanto, podríamos determinar con precisión el transporte de carga a través de cables individuales por primera vez ", agregaErbe.
Como han demostrado las pruebas de los investigadores de Dresden, una corriente se conduce a través de los cables chapados en oro; sin embargo, depende de la temperatura ambiente. "El transporte de carga se reduce simultáneamente a medida que disminuye la temperatura", describeErbe ". A temperatura ambiente normal, los cables funcionan bien, incluso si los electrones deben saltar parcialmente de una partícula de oro a la siguiente porque no se han fundido completamente. Sin embargo, la distancia es tan pequeña que actualmente no lo hace.incluso aparecen utilizando los microscopios más avanzados ". Para mejorar la conducción, el equipo de Artur Erbe tiene como objetivo incorporar polímeros conductores entre las partículas de oro. El físico cree que el proceso de metalización también podría mejorarse".
Sin embargo, en general está satisfecho con los resultados: "Podríamos demostrar que los cables de ADN chapados en oro conducen energía. En realidad, todavía estamos en la fase de investigación básica, por lo que estamos usando oro en lugar de un costo más elevado".metal eficiente. Sin embargo, hemos avanzado mucho, lo que podría hacer posibles dispositivos electrónicos basados en el ADN en el futuro ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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