DNA mallina grafeenin muokkauksessa

09.09.2013

standford-dns-ohjatusti-transistori-grafeenista-300-t.jpgVoisiko DNA olla mallina tulevaisuuden elektroniikkaan sopivalle grafeenille? Se on teorian takana prosessissa, jonka Stanfordin kemiantekniikan professori Zhenan Bao paljastaa Nature Communications -lehdessä.

Bao ja monet muut tutkijat uskovat, että vierekkäin sijoitetuista sopivista grafeeninauhoista voi luoda puolijohdepiirin. Mitoistaan ja sähköisistä ominaisuuksista johtuen grafeeninanonauhoista voisi luoda erittäin nopeita piirejä, jotka toimivat hyvin vähäisellä virralla.

Mutta toteuttaa jotain, joka on vain yhden atomin paksuinen ja 20 - 50 atomia leveä on merkittävä tekninen haaste. Siihen vastatakseen Stanfordin tutkijaryhmä keksi idean käyttää DNA:ta kokoonpanon mekanismina.

DNA-säikeet ovat pitkiä ja ohuita ja suunnilleen samanmittaisia kuin grafeeninauhat, joita tutkijat halusivat koota. Kemiallisesti, DNA-molekyylit sisältävät grafeenin tapaan hiili-atomeja.

Aluksi tutkijat upottivat alustana toimivan piihiutaleen liuokseen, jossa on bakteereista peräisin olevaa DNA:ta. Sitten DNA pistettiin kuparisuolaliuokseen, jossa siihen imeytyi kupari-ioneja.

Seuraavaksi alustaa lämmitettiin ja kylvetettiin metaanikaasussa, joka sisälsi hiiliatomeja. Lämpökemiallisen reaktion myötä DNA:sta ja metaanista vapautuneet hiiliatomit muodostivat grafeenin hunajakennorakenteita ja DNA:n lähellä sijainneet hiiliatomit ohjasivat DNA:n rakennetta seuranneiden nauhojen muodostumista.

Prosessi tuotti sekä metallimaisia että puolijohdemaisia grafeeninauhoja.

Yliopiston tiedotteessa tutkijat toteavat osoittaneensa ensimmäistä kertaa, että DNA:ta voi käyttää kasvattamaan halutunlaisia nauhoja ja saada niistä sitten aikaan toimivan transistorin.

Vaikka prosessi tarvitsee tutkijoiden mukaan vielä paljon hienosäätöä he uskovat DNA-pohjaisen valmistusmenetelmän olevan erittäin skaalautuva ja tarjoavan hyvän resoluution ja alhaiset tuotantokustannukset.
25.01.2021Katalyyttiä atomikerroksittain säätäen
22.01.2021Nano-ohutta energiankeruuta
21.01.2021Metallista perovskiittiä
20.01.2021Tutkijat kesyttävät fotoni-magnoni -vuorovaikutuksen
19.01.2021Transistoreita kutistaen
18.01.2021Sinistä valoa perovskiittiledeistä
15.01.2021Uusi nanorakenteinen yhdiste anodille
14.01.2021Fyysikot luovat aikakäänteisiä optisia aaltoja
13.01.2021Kubitteja ohjaten
12.01.2021Pullisteleva perovskiitti

Siirry arkistoon »