Η μικρότερη δίοδος στον κόσμο με ένα μόριο DNA

Posted on 05/04/2016

0


Η δίοδος επιτρέπει το ηλεκτρικό ρεύμα να περνάει προς τη μια διεύθυνση, και μπλοκάρει την κίνηση προς την αντίθετη διεύθυνση

Η δίοδος επιτρέπει το ηλεκτρικό ρεύμα να περνάει προς τη μια διεύθυνση, και μπλοκάρει την κίνηση προς την αντίθετη διεύθυνση

Για πρώτη φορά ερευνητές από τα πανεπιστήμια της Georgia στις ΗΠΑ και Ben-Gurion στο Ισραήλ κατασκεύασαν σε νανοκλίμακα ηλεκτρονικά στοιχεία από μόρια DNA. Η μελέτη τους που δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Nature Chemistry, αποτελεί μια πολλά υποσχόμενη εξέλιξη στην αναζήτηση αντικαταστάτη των τσιπ πυριτίου, και μπορεί τελικά να οδηγήσει σε μικρότερες, πιο αποδοτικές και πιο προηγμένες ηλεκτρονικές συσκευές, σύμφωνα με τον επικεφαλή της έρευνας Bingqian Xu.

Σύμφωνα με τον Xu: «Τα τελευταία 50 χρόνια έχουμε καταφέρει να περιορίσουμε όλο και μεγαλύτερη υπολογιστική ισχύ σε όλο και μικρότερα τσιπ, αλλά πλέον έχουμε φτάσει στα όρια του πυριτίου. Αν τα τσιπ πυριτίου γίνουν ακόμα μικρότερα, τότε οι επιδόσεις τους θα γίνουν ασταθείς και απρόβλεπτες». Ο Xu και οι συνεργάτες του αναζήτησαν την επίλυση αυτού του προβλήματος στο πασίγνωστο και εύχρηστο μόριο DNA.

Στην εργασία τους οι Xu et al περιγράφουν την κατασκευή της μικρότερης διόδου στον κόσμο χρησιμοποιώντας ένα μόνο μόριο DNA. Η δίοδος αποτελεί θεμελιώδες συστατικό των ηλεκτρονικών συσκευών. Επιτρέπει την διέλευση του ηλεκτρικού ρεύματος προς τη μια κατεύθυνση και λειτουργεί ως διακόπτης προς στην αντίθετη κατεύθυνση.

Οι ερευνητές απομόνωσαν ένα ειδικά σχεδιασμένο δίκλωνο μόριο DNA με 11 ζεύγη βάσεων και το συνέδεσαν σε ένα ηλεκτρονικό κύκλωμα με διαστάσεις λίγων νανομέτρων. Μετρώντας το ηλεκτρικό ρεύμα δεν παρατήρησαν κάποια ιδιαίτερη συμπεριφορά. Όταν όμως παρέμβαλλαν στο DNA ένα μικρό μόριο που ονομάζεται coralyne διαπίστωσαν ότι το ρεύμα που διέρρεε το DNA ήταν 15 φορές πιο ισχυρό προς την μια κατεύθυνση σε σχέση με την αντίθετη κατεύθυνση – αναγκαία συνθήκη για την λειτουργία διόδου.

(Credit: University of Georgia and Ben-Gurion University)

Η παρεμβολή του μικρού μορίου coralyne μετέτρεψε το μόριο του DNA σε δίοδο (Credit: University of Georgia and Ben-Gurion University)

Το εύρημα αυτό τους εξέπληξε διότι η μοριακή δομή ακόμα και μετά την προσθήκη του επιπλέον μορίου παρέμενε συμμετρική. Ίσως όταν εφαρμόζεται ηλεκτρική τάση στα άκρα της μοριακής δομής, να σπάει η συμμετρία της και το DNA να συμπεριφέρεται ως δίοδος.

Το σημαντικό είναι πως η ανακάλυψη αυτή θα μπορούσε να οδηγήσει στην κατασκευή ηλεκτρονικών νανο-στοιχείων τουλάχιστον 1000 φορές μικρότερα από τα σημερινά.

πηγή: http://news.uga.edu/releases/article/single-molecule-of-dna-worlds-smallest-diode-0416/

Ετικέτα: ,