Исследователи представляют свою работу сегодня над 251-й Национальной Встречей & Выставкой American Chemical Society (ACS).«Мы хотели бы использовать очень небольшой размер ДНК, соединяющие основу возможности и способность самособрать, и направить его, чтобы сделать наноразмерные структуры, которые могли использоваться для электроники», говорит Адам Т. Вулли, доктор философии. Он объясняет, что самые маленькие особенности на жареном картофеле, в настоящее время производимом производителями электроники, 14 миллимикронов шириной. Это больше чем в 10 раз больше, чем диаметр одноцепочечной ДНК, означая, что этот генетический материал мог сформировать основание для жареного картофеля меньшего масштаба.
«Проблема, однако, состоит в том, что ДНК не проводит электричество очень хорошо», говорит он. «Таким образом, мы используем ДНК в качестве лесов и затем собираем другие материалы по ДНК, чтобы сформировать электронику».Чтобы проектировать компьютерные микросхемы, подобные в функции тем, которых Силиконовая долина производит в большом количестве, Woolley, в сотрудничестве с Робертом К. Дэвисом, доктором философии, и Джоном Н. Харбом, доктор философии, в Университете Бригама Янга, основывается на предшествующей работе других групп над оригами ДНК и нанофальсификации ДНК.Самая знакомая форма ДНК – двойная спираль, которая состоит из двух единственных берегов ДНК. Дополнительные основания на каждом берегу разделяют на пары, чтобы соединить два берега, во многом как ступеньки на искривленной лестнице.
Но создать структуру оригами ДНК, исследователи начинают с длинного единственного берега ДНК. Берег гибкий и гибкий, несколько как шнурок. Ученые тогда смешивают его со многими другими короткими берегами ДНК – известный как «главные продукты» – что основа использования, соединяющаяся, чтобы сплотиться и перекрестная связь многократные, определенные сегменты длинного берега, чтобы сформировать желаемую форму.
Однако команда Вулли не довольна простой репликацией плоских форм, как правило, используемых в традиционных двумерных схемах. «С двумя размерами Вы ограничены в плотности компонентов, которые Вы можете поместить в чип», объясняет Вулли. «Если Вы можете получить доступ к третьему измерению, Вы можете упаковать вещи в намного большем количестве компонентов».Кеннет Ли, студент, который работает с Woolley, построил 3D, структуру оригами ДНК, имеющую форму трубы, которая выставляет как дымовая труба от оснований, таких как кремний, который сформирует нижний слой их чипа.
Ли экспериментировал с приложением дополнительных коротких берегов ДНК, чтобы закрепить другие компоненты, такие как наноизмеренные золотые частицы на определенных местах на внутренней части трубы. Конечная цель исследователей должна поместить такие трубы и другие структуры оригами ДНК, на конкретных местах на основании. Команда также связала бы золотые наночастицы структур с полупроводниковыми нанопроводами, чтобы сформировать схему. В сущности структуры ДНК служат прогонами, на которых можно построить интегральную схему.
Ли в настоящее время проверяет особенности трубчатой ДНК. Он планирует приложить дополнительные компоненты в трубе с возможной целью формирования полупроводника.Вулли отмечает, что обычное средство производства микросхем стоит больше чем $1 миллиарда, частично потому что оборудование, необходимое, чтобы достигнуть крохотных размеров компонентов чипа, дорогое и потому что многоступенчатый производственный процесс требует сотен инструментов.
Напротив, средство, которое использует ловкость ДНК для самосборки, вероятно, повлекло бы за собой намного более низкое финансирование запуска, заявляет он. «Природа работает в крупном масштабе, и это действительно хорошо в собирающихся вещах достоверно и эффективно», говорит он. «Если это могло бы быть применено в создании схем для компьютеров, есть потенциал для огромного снижения расходов».