Como a miniaturização contínua em microeletrônica já está começando a atingir os limites físicos, pesquisadores estão buscando novos métodos para a fabricação de dispositivos. Um candidato promissor é a técnica de origami de DNA, na qual fitas individuais da biomolécula se auto-organizam em nanoestruturas de formato arbitrário. A formação de circuitos inteiros, Contudo, requer o posicionamento controlado dessas estruturas de DNA em uma superfície - algo que antes só era possível com o uso de técnicas muito elaboradas. Agora, pesquisadores do Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) criaram uma estratégia mais simples que combina origami de DNA com formação de padrões auto-organizados. Método dos pesquisadores é destaque em revista científica Nanoescala problema atual de.

O Dr. Adrian Keller, do HZDR Institute of Ion Beam Physics and Materials Research, descreve o novo método:"Sua beleza reside no fato de que estamos permitindo que a natureza simplesmente siga seu curso assim que criamos a estrutura necessária." Na técnica de origami de DNA, as estruturas de DNA se auto-organizam à medida que longas fitas da biomolécula se dobram em um complexo, formas em nanoescala predefinidas por meio do emparelhamento com várias fitas menores de DNA. Os físicos usaram a técnica para produzir pequenos tubos com comprimento de 412 nanômetros e diâmetros de seis nanômetros. Essas estruturas podem ser usadas como andaimes para a fabricação de componentes nanoeletrônicos como nanofios.

Para alinhar esses nanotubos na superfície, os pesquisadores se basearam em um princípio de auto-organização que, na verdade, é bastante comum na natureza. O vento pode, por exemplo, formar padrões ordenados em uma praia arenosa. "Processos semelhantes estão em ação aqui, "explica Keller." Irradiamos a superfície sobre a qual queremos colocar as nanoestruturas - no nosso caso, as bolachas de silício - com íons. Isso resulta no aparecimento espontâneo de nanopadrões ordenados que se assemelham a dunas de areia em miniatura. Nesse ponto, nosso trabalho está praticamente concluído, pois os processos naturais estão assumindo o controle e fazendo todo o trabalho. "

Por meio de interações eletrostáticas entre as nanoestruturas de DNA carregadas e a superfície carregada, os nanotubos se alinham nos vales das dunas. Diz Keller:"Esta técnica funciona tão bem que não apenas os pequenos tubos seguem os padrões ondulados, eles até reproduzem defeitos de padrão ocasionais. O que significa que esta técnica também deve permitir a produção de nanocomponentes curvos. "O grau máximo de alinhamento que os pesquisadores de Dresden foram capazes de obter foi em um comprimento de onda padrão de 30 nanômetros." estamos olhando apenas para um rendimento total de 70 por cento de nanotubos que seguem perfeitamente o padrão, "admite Keller." Mas ainda é impressionante, considerando o processo natural que usamos. "

Porque, ao contrário das abordagens anteriores, de acordo com Keller, a nova técnica é rápida, barato, e simples. "Até agora, tivemos que recorrer a técnicas litográficas, além de tratar a superfície com produtos químicos para alinhar as nanoestruturas de DNA. Embora isso produza o resultado desejado, no entanto, complica os processos. Nossa nova técnica oferece uma alternativa muito mais simples. "Uma vez que o alinhamento dos tubos pequenos é baseado exclusivamente na interação eletrostática com a superfície pré-estruturada, usando este método específico, os nanotubos também podem ser organizados em matrizes mais complexas, como circuitos eletrônicos. Keller está convencido de que eles podem ser conectados a transistores individuais, por exemplo, e conectá-los eletricamente:"Desta forma, Nanocomponentes baseados em DNA podem ser integrados em dispositivos tecnológicos e contribuir para uma maior miniaturização. "