استفاده از دی‌ان‌ای به‌عنوان سیم‌های مولکولی

پژوهشگران آمریکایی برای اولین بار نشان دادند که می‌توان از رشته‌های دی‌ان‌ای به طول ۳۴ نانومتر به‌عنوان سیم برای هدایت الکتریسیته استفاده کرد. در آینده می‌توان از دی‌ان‌ای در کامپیوترهای الکترونیکی نانومقیاس استفاده کرد.

پژوهشگران آمریکایی برای اولین بار نشان
دادند که می‌توان از رشته‌های دی‌ان‌ای به طول ۳۴ نانومتر به‌عنوان سیم
برای هدایت الکتریسیته استفاده کرد. در آینده می‌توان از دی‌ان‌ای در
کامپیوترهای الکترونیکی نانومقیاس استفاده کرد.

از آنجا که ادوات الکترونیک در حال کوچک‌تر شدن هستند، سیم‌های مولکولی
برای هدایت الکتریسیته، بیشتر مورد توجه دانشمندان قرار می‌گیرد. ساختار
مارپیچی دی‌ان‌ای شباهت زیادی به ساختارهای جامد دارای پیوندی پی، که برای
هدایت الکترون در الکترونیک استفاده می‌شوند، دارد. الکترون در دی‌ان‌ای می‌تواند
در اطراف رشته به حرکت در آمده و انتقال بار را انجام دهد.

جاکولین بارتون و همکارانش در مؤسسه‌ی فناوری کالیفرنیا نشان دادند که رشته‌های۳۴
نانومتری دی‌ان‌ای که از ۱۰۰ جفت باز تشکیل شده‌است، می‌تواند بدون آسیب
دیدن جریان ضعیفی را از خود عبور دهد.
 

بارتون می‌گوید که دی‌ان‌ای، برخی ویژگی‌های
لازم برای سیم‌های مولکولی را داراست، همچنین نسبت به سیم‌های معمولی مزیت‌هایی
دارد که از آن جمله می‌توان به سنتز ساده و انعطاف‌پذیری آن اشاره کرد. در
فناوری سیم‌های مولکولی، دی‌ان‌ای اولین گزینه است. گروه تحقیقاتی بارتون
رشته‌های دی‌ان‌ای را میان یک ورقه‌ی تک‌لایه و یک الکترود طلا با استفاده
از آلکن‌تیول متصل کردند و پس از آن یک پیمایشگر ردوکسNile Blue – مولکولی
را که در صورت انتقال بار تولید سیگنال می‌کند – به انتهای رشته‌ی دی‌ان‌ای
متصل کرده، مدار موجود را درون یک محلول بافر فسفات قرار دادند. وقتی جریان
بسیار کمی اعمال شد، پیمایشگر نشان داد که جریانی از درون رشته‌های دی‌ان‌ای
عبور می‌کند.

با انجام آزمایش‌های ولتامتری چرخه‌ای، بارتون و همکارانش به بررسی خواص
الکتروشیمیایی دی‌ان‌ای پرداختند. آنها دریافتند که اگر نقص یا مشکلی در
رشته‌ی دی‌ان‌ای وجود داشته باشد، عبور جریان از رشته تا حدود ۵۰ درصد کاهش
می‌یابد. این موضوع نشان داد که اگر یک شکاف یا برشی در ستون فسفات شکر
رشته‌ی دی‌ان‌ای ایجاد شود، عبور جریان قطع نمی‌شود؛ اما با قطع ارتباط
موجود میان جفت بازها، جریان عبوری از دی‌ان‌ای نیز قطع خواهد شد.

به اعتقاد بارتون، محدودیت استفاده از دی‌ان‌ای آن است که ساختار مارپیچی
آن باید حفظ شده و آسیبی به آن وارد نشود. در صورت استفاده از دی‌ان‌ای در
حسگرها این محدودیت نوعی مزیت محسوب می‌شود، زیرا دی‌ان‌ای قادر خواهد بود
تا هر چیزی را که روی آن تأثیر گذار است، نشان دهد.