تیم تحقیقاتی دانشگاه Brown با رمزگذاری DNA، نانوسیمهای اکسید روی را روی نوک میلههای نانولول&#۱۷۲۸ کربنی ساختهاند. ویژگیهای الکتریکی و نوری این نانوسیمها میتواند در حوزههای مختلفی مانند تشخیص پزشکی، حسگرهای امنیتی، شبکههای فیبر نوری و مدارهای کامپیوتری کاربرد داشته باشند.
ساخت نانوسیم ها از DNA
تیم تحقیقاتی دانشگاه Brown با رمزگذاری DNA، نانوسیمهای اکسید روی را روی نوک میلههای نانولوله کربنی ساختهاند. ویژگیهای الکتریکی و نوری این نانوسیمها میتواند در حوزههای مختلفی مانند تشخیص پزشکی، حسگرهای امنیتی، شبکههای فیبر نوری و مدارهای کامپیوتری کاربرد داشته باشند.
Lazareck سرپرست این تیم تحقیقاتی میگوید: ” استفاده از DNA برای تولید نانومواد، اولین قدم به سوی استفاده از مولکولهای زیستی بعنوان ابزارهای ساخت است. اگر می خواهید چیزی بسازید از طبیعت بعنوان مادر علوم کمک بگیرید. “از پوست بدن گرفته تا پوسته موجودات دریایی از طریق DNA ساخته می شوند.”
این کار نمونهای از نانومهندسی ” پایین به بالا ” است که مهندسان به جای ذوبکاری و قلمزنی در ساخت ابزارهای کوچک، مانند مدارهای کامپیوتر از مولکولهای زیستی کمک میگیرند. تحت شرایط شیمیایی مناسب میتوان از طراحی مولکولی و ابزارهایی مانند پروتئینهای حساس به نور و موتورهای ویروسی برای ساخت ابزارهای نانومقیاس استفاده کرد.
در این کار، این گروه نیز از رویکرد “پایین به بالا ” برای به کنترل در آوردن DNA و بهینهسازی ساختارهای خودآرا استفاده کردهاند. این ساختارهای جدید، اولین نمونههای کاربرد DNA در تولید ساختارهای خودآرا و سنتز نانومواد است.
این محققان میلیونها نانولوله کربنی با قطر و ارتفاع یکسان را روی یک فیلم اکسید آلومینیوم پخش کردهاند و در نوک نانولولهها، ذرات کوچک DNA را نشان دادند. این قطعه کوچک DNA توالی ۱۵ حرفی از کدهای ژنتیکی را حمل میکند. میتوان مکمل این ترکیب را در رشته دیگر نیز ایجاد کرد. این رشته دوم با نانوذرات طلا ترکیب میشود، که به عنوان یک سیستم رسانش شیمیایی عمل میکند. برای تولید این سیمها، آرایهها را تا ۶۰۰ درجه سانتیگراد حرارت میدهند و آرسنیک روی را به آن میافزایند و سیمهای اکسید روی با طولی در حدود ۲۰۰-۱۰۰ نانومتر حاصل میشود.
همچنین جهت آزمایشهای کنترلی، یک بار از آرایههای بدون DNA و بار دیگر از نانولولههای بدون DNA استفاده کردند و دریافتند که در هر کدام از این حالات تعداد بسیار کمی رشته DNA به هم میچسبند و هیچ نانوسیمی نیز سنتز نشد.
Lazareck میگوید: کلید کار ایجاد تک رشته مکمل و به هم تاباندن آن و تولید رشته مزودج DNA میباشد. DNA ساختار غیر موازی دارد و به همین دلیل بسیار خاص و ویژه است. رشتههای به هم بافته DNA فقط به رشته مکمل خود متصل می شوند. بنابراین با این ویژگی زیستی، برای تولید آن باید فرآیند بسیار دقیقی اجرا کرد.
نتایج این کار به صورت دقیق در مجله Nanotechnology به چاپ رسیده است.
