DNA، جزء سازنده قطعات الکترونیکی در آینده

گروهی از محققان آلمانی روشی جدیدی برای تولید نانوسیم‌های رسانا و پایدار DNA ارائه داده‌اند.

قطعات الکترونیکی روز به‌روز کوچک‌تر و
کوچک‌تر شده و کارایی بیشتری پیدا می‌کنند. با استفاده از مواد معمول
به‌زودی به محدودیت عملی در کوچک سازی قطعات الکترونیکی خواهیم رسید.
مدارهای الکترونیکی در آینده نیاز به مواد جایگزینی همچون نانوسیم‌های
ساخته شده از DNA یا نانوترانزیستورها دارند تا بتوانند به‌عنوان مسیرهای
رسانایی در مدارات ریز عمل کنند. حال گروهی از محققان آلمانی روشی جدیدی
برای تولید نانوسیم‌های رسانا و پایدار DNA ارائه داده‌اند.
 
 
DNA چیزی بیش از یک حامل اطلاعات ژنتیکی
است؛ این مولکول همچنین یک ماده ساختمانی جذاب در فناوری نانو به‌شمار
می‌رود. دلیل این امر ویژگی خارق‌العاده خودآرایی این مولکول است. به‌همین
دلیل اغلب از DNA به‌عنوان قالبی برای تولید ساختارهای نانومقیاس دیگر
استفاده می‌شود. این واقعیت که DNA رسانای بسیار ضعیف الکتریسیته است،
کاربرد آن در عرصه الکترونیک را محدود کرده است. یکی از روش‌های حل این
مشکل نشاندن فلزات روی رشته‌های DNA است.

تولید کنترل‌شده و فلزی‌سازی نانوساختارهای DNA

حال دانشمندان RWTH آخن و دانشگاه مونیخ راهکار جدیدی برای تولید کنترل‌شده
و فلزی‌سازی نانوساختارهای DNA ابداع کرده‌اند. این محققان به رهبری اولریچ
سیمون از یک رشته DNA بهره بردند که حاوی یک توالی تثبیت (بی‌حرکت شدن) و
یک توالی فلزی‌سازی بود. چندین توالی از این نوع به یکدیگر متصل شدند تا یک
DNA با توالی یک‌درمیان از این ساختارها حاصل شود.

توالی تثبیت از گروه‌های آلکین تشکیل می‌شود. این توالی امکان ثابت شدن
مولکول DNA روی ویفر سیلیکونی را که با گروه‌های آزید پوشیده شده است،
فراهم می‌آورد؛ این تثبیت شدن به نام واکنش «کلیک» شناخته می‌شود. بخش دیگر
DNA دو وظیفه دارد: این بخش با گروه‌های عاملی پوشانده شده است که
می‌توانند موجب تجمع ذرات نقره روی DNA شوند؛ عملکرد دیگر این بخش ایجاد
امکان اتصال رشته‌های DNA به یکدیگر است.

رشته‌های DNA کشیده شده، روی ویفر رسوب داده شده و با واکنش «کلیک» به آن
متصل می‌شوند. در طول فرایند فلزی‌سازی که پس از واکنش «کلیک» انجام
می‌شود، رشته‌های DNA مجاور به یکدیگر متصل شده و چندرشته‌ای DNA را شکل
می‌دهند. این چندرشته‌ای پایداری ساختاری بالاتری نسبت به رشته‌های منفرد
دارد.

نشاندن ذرات نقره فرایند فلزی‌سازی را تکمیل نمی‌کند. در مرحله دوم طلا از
یک محلول روی ذرات نقره رسوب داده می‌شود. تغییر زمان نشاندن طلا روی ذرات
نقره تعیین‌کننده قطر نانوسیم نهایی است.

جزئیات این کار در مجله Angewandte Chemie منتشر شده است.