Elektronisk laksesandwich baner vejen mod en omkostningseffektiv DNA-hukommelsesenhed

For at finde en metode til mere omkostningseffektiv datalagring, en gruppe forskere fra DFG-Center for Functional Nanostructures (CFN) ved Karlsruhe Institute of Technology (KIT) i Tyskland og National Tsing Hua University i Taiwan har skabt en DNA-baseret "skriv-en gang-læs-mange gange" ” (WORM) hukommelsesenhed.

Enheden består af en tynd film af laks DNA, som er blevet indlejret med sølvpartikler i nanostørrelse og derefter klemt mellem to elektroder. Ultraviolet lys bruges til at kode information. Konceptet er udgivet i Anvendt fysik bogstaver.

Samarbejdet om disse enheder startede for mere end et år siden, og var en produktiv cross-field/cross-country bestræbelse. Dr. Ljiljana Fruk leder en tværfaglig forskningsgruppe ved CFN, der beskæftiger sig med DNA-nanoteknologi, biofunktionalisering og lysudløst nanoenhedsdesign og var involveret i udviklingen af ​​det lysudløste, DNA-templatet nanopartikelproduktion og dens karakterisering. Dr. Yu-Chueh Hungs gruppe på den anden side brugte denne viden til at optimere processen og designe den funktionelle hukommelsesenhed. Transmissionselektronmikroskopbillederne (TEM) af nanopartiklerne i DNA'et blev taget igen af ​​Nanostructure Service Laboratory i CFN.

Som beskrevet i artiklen, skinnende UV-lys på systemet får sølvatomerne til at klynge sig sammen til partikler i nanostørrelse. Disse partikler udgør platformen for datakodningen. Enheden er i stand til at holde opladningen under en lav strøm, som svarer til off-state. Under et højt elektrisk felt passerer ladningerne gennem enheden, som så svarer til enhedens tændte tilstand.

Teamet i Taiwan fandt ud af, at når først systemet var blevet tændt, den blev ved; ændring af spændingen over elektroderne ændrede ikke systemets ledningsevne. Det betyder, at information kan skrives til enheden, men ikke overskrives. Når først det er skrevet, enheden ser ud til at gemme disse oplysninger på ubestemt tid. Forskerne rapporterer, at materialets ledningsevne ikke ændrede sig væsentligt i løbet af næsten 30 timers sporing.

Forfatterne forventer, at teknikken vil være nyttig i design af optiske lagerenheder og foreslår, at den også kan have plasmoniske applikationer. Dette arbejde kombinerer nye fremskridt inden for DNA-nanoteknologi med konventionel polymerfremstillingsplatform for at realisere nye DNA-baserede organiske enheder. Det demonstrerer nye muligheder for at fremstille roman, billigere og biovenlige enheder ved at integrere og fusionere flere interessefelter.