DNA som fremtidige elektroniske komponenter:Ledende nanostrukturer baseret på metalliseret DNA

(Phys.org) -- Vores elektroniske enheder bliver mindre og mindre, mens de gør mere og mere. Ved at bruge konventionelle materialer, vi når snart den praktiske grænse. Morgendagens elektronik kræver alternativer, såsom nanotråde lavet af DNA, der kan tjene som ledende baner og nanotransistorer til miniaturekredsløb. I journalen Angewandte Chemie , Tyske forskere har nu beskrevet en ny metode til fremstilling af stabile, ledende DNA nanotråde.

DNA er mere end en bærer af genetisk information; det er også et interessant byggemateriale til nanoteknologi. Dette er på grund af dets ekstraordinære selvorganisatoriske egenskaber. DNA bliver derfor ofte brugt som en "skimmel" til fremstilling af strukturer i nanoskala. Dets brug i samlingen af ​​elektroniske kredsløb er hæmmet af det faktum, at DNA er en meget dårlig leder af elektricitet. En måde at omgå dette på er ved at afsætte metal på DNA-strengene.

Forskere ved RWTH Aachen og Universitetet i München har nu udviklet en ny strategi for kontrolleret produktion og metallisering af DNA-nanostrukturer. Anført af Ulrich Simon, holdet brugte en DNA-streng bestående af en immobiliseringssekvens og en metalliseringssekvens. Flere sådanne strenge er spændt sammen, så det resulterende DNA er lavet af alternerende sekvenser.

Immobiliseringssekvensen indeholder alkyngrupper. Disse tillader DNA'et at blive snappet på plads på en siliciumwafer belagt med azidgrupper i det, der er kendt som en "klik"-reaktion. Det andet DNA-segment har to opgaver:Det er udstyret med funktionelle grupper, der forårsager aggregering af sølvpartikler og kan også binde DNA-strenge til hinanden.

DNA-strengene strækkes, lagt på oblaterne, og vedhæftet med "klik"-reaktionen. Under den efterfølgende metallisering med sølvpartikler, nabostrenge er samtidigt tværbundne for at danne multistrenge. Disse har væsentlig højere strukturel stabilitet end enkeltstrenge. I fremtiden, denne metode kan også bruges til at integrere DNA-strengene i programmerbare DNA-arkitekturer for at muliggøre positionering og binding af komplekse strukturer på præstrukturerede substrater.

Deponering af sølvpartiklerne fuldender ikke metalliseringsprocessen. I et andet trin, som ligner udviklingen af ​​fotografier, guld fra en opløsning kan aflejres på sølvpartiklerne. Ændring af varigheden af ​​guldaflejringsprocessen giver mulighed for variation af diameteren af ​​de resulterende nanotråde.

Denne nye metode gjorde det muligt for forskerne at opnå mikrometer lange, elektrisk kontaktbare nanotråde, der har potentiale for udvikling til yderligere miniaturiserede kredsløb.