پژوهشگران فنلاندی با ترکیب DNA و نانوذرات طلا موفق به ساخت قطعات الکترونیکی شدند. مزیت این روش آن است که محصول به دست آمده در دمای اتاق کار می‌کند.
ترکیب نانوذرات طلا و DNA برای ساخت ادوات الکترونیکی
طبیعت بزرگترین الهام دهنده تحقیقات است. یکی از مهمترین ساختارهای موجود در طبیعت، DNA است که موضوع بسیاری از تحقیقات حوزه نانوزیست‌فناوری است.
اخیراً محققان مرکز علم نانو در دانشگاه تمپر روشی برای تولید ادوات الکترونیکی با استفاده از DNA ارائه کردند. DNA به تنهایی قابل استفاده در ادوات الکترونیکی نیست، اما از آن می‌توان برای تشکیل نانوذرات طلا با ساختاری شبیه به گردنبند استفاده کرد.
طبیعت هدایت الکتریکی در مواد نانومقیاس تفاوت بارزی با قوانین رایج در مقیاس ماکروسکوپی دارد؛ جایی که الکترون‌های آزاد زیادی تشکیل جریان می‌دهند. در مقیاس نانومتری، زمانی که یک الکترون به یک قطعه فلز نانومقیاس افزوده می‌شود، انرژی آن را به حدی بالا می‌برد که هدایت دستخوش تغییر می‌شود.
این نوع افزوده شدن الکترون از طریق اثر مکانیک کوانتومی موسوم به تونل‌زنی اتفاق می‌افتد؛ جایی که الکترون‌ها از طریق تونل‌زنی از سد انرژی عبور می‌کنند. در این مطالعه، الکترون‌های تونل‌زننده، از یک الکترود به یک منبع ولتاژ جهش می‌کنند. در واقع الکترون‌ها می‌توانند از یک نانوذره به نانوذره دیگر منتقل شوند.
جوسی توپاری از محققان این پروژه می‌گوید: «چنین ادوات تک الکترونی با ابعاد چند ده نانومتر با استفاده از روش‌های نانوساخت رایج تولید می‌شوند. ضعف این ساختارها به دمای بسیار پایین آن مربوط می‌شود. معمولاً با کاهش ابعاد قطعات این ادوات، دمای کار آن‌ها نیز کاهش می‌یابد. محققان به دنبال کاهش دمای کارکرد این ادوات هستند.
این گروه نانوذرات طلا را به‌صورت مستقیم در محیط آبی به ساختار DNA متصل کردند. تمام این فرآیند با استفاده از خودآرایی DNA انجام شد. امکان خودآرایی DNA به همراه روش‌های تولید انعطاف‌پذیر موجب فرصت‌های تولیدی جدیدی می‌شود.
این گروه تحقیقاتی با استفاده از مزایای فوق، ادوات الکترونی منفردی ساختند که در دمای اتاق کار می‌کند. این پروژه ماحصل همکاری گروه‌های تحقیقاتی بین رشته‌ای است.
نتایج این پروژه در قالب مقاله‌ای با عنوان”Toward Single Electron Nanoelectronics Using Self-Assembled DNA Structure” در نشریه Nano Letters منتشر شده‌است.
