Forskning viser, at grafen-nanoporer kan kontrolleres

(Phys.org) – Ingeniører ved University of Texas i Dallas har brugt avancerede teknikker til at gøre materialet grafen lille nok til at læse DNA.

At krympe størrelsen på en grafenpor til mindre end et nanometer-lille nok til at tråde en DNA-streng-åbner muligheden for at bruge grafen som et billigt værktøj til at sekvensere DNA.

"Sekventering af DNA til en meget billig pris ville gøre det muligt for videnskabsmænd og læger bedre at forudsige og diagnosticere sygdom, og også skræddersy et lægemiddel til en persons genetiske kode, " sagde Dr. Moon Kim, professor i materialevidenskab og teknik. Han var seniorforfatter af en artikel afbildet på forsiden af ​​septemberudgaven af Kulstof .

Den første læsning, eller sekventering, af humant DNA af den internationale videnskabelige forskningsgruppe kendt som Human Genome Project kostede omkring 2,7 milliarder dollars. Ingeniører har forsket i alternative nanomaterialer, der kan tråde DNA-strenge for at reducere omkostningerne til mindre end $1, 000 pr person.

Det blev demonstreret i 2004, at grafit kunne ændres til et ark af bundne kulstofatomer kaldet grafen, som menes at være det stærkeste materiale der nogensinde er målt. Fordi grafen er tyndt og stærkt, forskere har søgt efter måder at kontrollere dens porestørrelse på. De har ikke haft meget succes. En nanoskalasensor lavet af grafen kunne integreres med eksisterende siliciumbaseret elektronik, der er meget avanceret og alligevel billig, at reducere omkostningerne.

I dette studie, Kim og hans team manipulerede størrelsen af ​​nanoporen ved at bruge en elektronstråle fra et avanceret elektronmikroskop og in-situ opvarmning op til 1200 grader Celsius temperatur.

"Det er første gang, at størrelsen på grafen -nanoporen er blevet kontrolleret, især at krympe det, " sagde Kim. "Vi brugte højtemperaturopvarmning og elektronstråle samtidigt, den ene teknik uden den anden virker ikke."

Nu hvor forskere ved, at porestørrelsen kan kontrolleres, det næste skridt i deres forskning vil være at bygge en prototype enhed.

"Hvis vi kunne sekventere DNA billigt, mulighederne for sygdomsforebyggelse, diagnose og behandling ville være ubegrænset, "Sagde Kim." Ved at kontrollere grafen bringer vi et skridt tættere på at få dette til at ske. "