گروهی از محققان آمریکایی تلاش دارند با استفاده از مفهومی به نام اوریگامی DNA، و با ترکیب روش‌های بالا به پایین و پایین به بالا راه را برای تولید نسل بعدی محصولات الکترونیکی هوشمند هموار کنند.
تولید قطعات الکترونیکی کوچک‌تر با استفاده از DNA
محققان دانشگاه ایالتی آریزونا تلاش دارند با استفاده از مفهومی به نام اوریگامی DNA، راه را برای تولید نسل بعدی محصولات الکترونیکی هوشمند هموار کنند.
تولیدکنندگان می‌خواهند ابزارهای کوچک‌تر و هوشمندتری تولید کنند. مشکل این است که برای این کار باید بتوانند قطعات درونی این ابزارها را کوچک‌تر کرده و در عین حال توانایی آنها در انجام عملکردهای محاسباتی، ارتباطی و چندرسانه‌ای را بهبود بخشند. هزینه تولید قطعات کوچک‌تر با استفاده از روش‌های فعلی تولید قطعات میکروالکترونیکی بسیار بالاست.
حال هونگ‌بین یو و هائو یان از دانشگاه ایالتی آریزونا روش تولیدی جدیدی را پی‌ریزی کرده‌اند که هزینه پایینی دارد.
یو توضیح می‌دهد که آنها از ترکیبی از لیتوگرافی بالا به پایین و خودآرایی پایین به بالا برای جایدهی نانوساختارها روی سطح ویفر سیلیکونی بهره برده‌اند. لیتوگرافی بالا به پایین روشی است که با استفاده از آن، مدارات الکتریکی روی ویفرهای سیلیکونی ساخته می‌شوند. تراشه‌های رایانه‌ای امروزی با این روش تولید می‌شوند.
از سوی دیگر، خودآرایی پایین به بالا فرایندی است که در آن مولکول‌ها و یا ساختارهای نانومقیاس خود را با استفاده از پیوندهای شیمیایی یا برهمکنش‌های مختلف به شکل ساختارهای مطلوب آرایش می‌دهند. این پژوهشگران با استفاده از DNA روشی برای ترکیب کردن این دو روش پایین به بالا و بالا به پایین یافته‌اند.
در این راهکار از «اوریگامیDNA » استفاده می‌شود که روشی مشابه تکنیک ژاپنی تا زدن کاغذ برای تولید اشیای تزئینی است. با استفاده از این روش مولکول‌های DNA پیچ‌خورده و ساختاری شبیه تخته ابزار ایجاد می‌کنند که می‌توان مولکول‌های مختلف را به آن متصل کرد.
توانایی اتصال مولکول‌های مختلف به DNA امکان ایجاد آرایش‌های نانوساختاری کوچک را فراهم کرده و راه را برای تولید قطعات الکترونیکی کوچک‌تر هموار می‌سازد.
در گذشته ترکیب دو روش لیتوگرافی بالا به پایین و خودآرایی پایین به بالا دشوار بوده است، زیرا نانوساختارهای DNA که برای این کار نیاز هستند، به کل بستر سیلیکونی پیوند می‌یابند.
گروه تحقیقاتی یو برای حل این مشکل نانوجزیره‌هایی از جنس طلا روی بستر سیلیکونی ایجاد کرده و انتهای مولکول‌های DNA را به نحوی طراحی کردند که تنها به این جزایر (و نه به کل سطح سیلیکون) اتصال یابند.
این کار نشان می‌دهد که می‌توان از رشته‌های دوگانه DNA برای ایجاد ساختارهای یک‌بعدی و دوبعدی که امکان تولید ابزارهای الکترونیکی کوچک‌تر را فراهم می‌کنند، استفاده کرد.
جزئیات این کار در مجله Nano Letters منتشر شده است.
