Gennembrud inden for molekylær elektronik baner vejen for DNA-baserede computerkredsløb i fremtiden

I et papir offentliggjort i dag i Natur nanoteknologi , en international gruppe af videnskabsmænd annoncerede det mest betydningsfulde gennembrud i et årti mod udvikling af DNA-baserede elektriske kredsløb.

Den centrale teknologiske revolution i det 20. århundrede var udviklingen af ​​computere, førte til kommunikations- og internetæraen. Hovedmålet for denne udvikling er miniaturisering:at gøre vores maskiner mindre. En computer med hukommelsen fra den gennemsnitlige bærbare i dag var på størrelse med en tennisbane i 1970'erne. Men mens videnskabsmænd gjorde store fremskridt med at reducere størrelsen af ​​individuelle computerkomponenter gennem mikroelektronik, de har haft mindre succes med at reducere afstanden mellem transistorer, hovedelementet i vores computere. Disse mellemrum mellem transistorer har været meget mere udfordrende og ekstremt dyre at miniaturisere - en hindring, der begrænser den fremtidige udvikling af computere.

Molekylær elektronik, som bruger molekyler som byggesten til fremstilling af elektroniske komponenter, blev set som den ultimative løsning på miniaturiseringsudfordringen. Imidlertid, til dato, ingen har faktisk været i stand til at lave komplekse elektriske kredsløb ved hjælp af molekyler. De eneste kendte molekyler, der kan fordesignes til selv at samles til komplekse miniaturekredsløb, som igen kunne bruges i computere, er DNA-molekyler. Alligevel, hidtil har ingen været i stand til at påvise pålideligt og kvantitativt strømmen af ​​elektrisk strøm gennem lange DNA-molekyler.

Nu, en international gruppe ledet af prof. Danny Porath, Etta og Paul Schankerman professor i molekylær biomedicin ved det hebraiske universitet i Jerusalem, rapporterer reproducerbare og kvantitative målinger af elektricitetsflow gennem lange molekyler lavet af fire DNA-strenge, signalerer et betydeligt gennembrud i retning af udviklingen af ​​DNA-baserede elektriske kredsløb. Forskningen, som kunne genstarte interessen for brugen af ​​DNA-baserede ledninger og enheder i udviklingen af ​​programmerbare kredsløb, optræder i det prestigefyldte tidsskrift Natur nanoteknologi under titlen "Langrækkende ladningstransport i enkelte G-quadruplex DNA-molekyler."

Prof. Porath er tilknyttet Det Hebraiske Universitets Institut for Kemi og dets Center for Nanovidenskab og Nanoteknologi. Molekylerne blev produceret af gruppen af ​​Alexander Kotlyar fra Tel Aviv University, som har samarbejdet med Porath i 15 år. Målingerne er primært udført af Gideon Livshits, en ph.d.-studerende i Porath-gruppen, som førte projektet videre med stor kreativitet, initiativ og beslutsomhed. Forskningen er udført i samarbejde med grupper fra Danmark, Spanien, OS, Italien og Cypern.

Ifølge prof. Porath, "Denne forskning baner vejen for implementering af DNA-baserede programmerbare kredsløb til molekylær elektronik, hvilket kan føre til en ny generation af computerkredsløb, der kan være mere sofistikerede, billigere og nemmere at lave."