Olisiko DNA:sta apua

Tutkijat ympäri maailmaa etsivät vaihtoehtoja tulevaisuuden elektroniikkarakenteille. Yksi tapa voisi olla molekyyleistä ja atomeista koostuvat rakenteet.

Esimerkiksi Jyväskylän ja Tampereen yliopiston tutkijat ovat onnistuneet rakentamaan nanokokoisia sähköisiä rakenteita hyödyntäen DNA:ta – ja erityisesti sen ilmiömäisiä itsejärjestäytymisominaisuuksia.

Varsinaiseen sähköiseen toimintaan DNA ei tässä osallistu, vaan sen tehtävänä on järjestää rakenteen ns. saarekkeina toimivat kultahiukkaset kolmen hiukkasen ketjuiksi muutaman nanometrin tarkkuudella.

Nykyään voidaan tuottaa muutaman nanometrien kokoisia metallisia hiukkasia mutta ne olisi jotenkin järjestettävä haluttuun muotoon ja kytkettävä ulkoiseen virtapiiriin. Tähän DNA-molekyylin itsejärjestyvyysominaisuudet sekä kyky muodostaa sidoksia erilaisten nanohiukkasten kanssa tarjoavat tutkijoiden mukaan erinomaisen työkalun.

Tutkimustyön testien mukaan DNA:n itsejärjestyvyyteen perustuvilla skaalautuvan sarjatuotannon mahdollistavilla menetelmillä voidaan todella luoda toimivia yhden elektronin liikkeeseen perustuvia rakenteita kuten transistoreita.

Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorfin (HZDR) ja Paderborn Universityn fyysikot ovat puolestaan johtaneet virtaa nanolankojen kautta, jotka ovat itsenäisesti koostaneet itsensä yksittäisistä DNA-säikeistä. Koska geneettinen aine ei johda virtaa erityisen hyvin fyysikot sijoittivat kullattuja nanohiukkasia DNA-johteisiin kemiallisia sidoksia hyödyntäen.

Tämäkin työ on enemmän perustutkimusta, jossa tutkijat saattoivat hyvin tarkasti selvittää varauksen kulkeutumista tällaisessa yksittäisessä langassa ensimmäistä kertaa.

Tutkijoiden mukaan normaalissa huoneenlämmössä, langat toimivat hyvin, vaikka elektronien on osittain hypättävä yhdestä kultahiukkasesta seuraavaan koska ne eivät ole täysin sulaneet yhteen.

Johtumista parantaakseen tutkijoiden on tarkoitus sisällyttää johtavia polymeerejä kultahiukkasien välille ja he uskovat, että metallointiprosessiakin voitaisiin vielä parantaa.

Aiheesta aiemmin:

Nanosipuleita ja DNA-koneita