Mais minúsculo que o vírus da AIDS - essa é atualmente a circunferência dos menores transistores. A indústria encolheu os elementos centrais de seus chips de computador para quatorze nanômetros nos últimos sessenta anos. Métodos convencionais, Contudo, estão atingindo limites físicos. Pesquisadores de todo o mundo estão procurando alternativas. Um método poderia ser a auto-organização de componentes complexos de moléculas e átomos. Cientistas do Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) e da Paderborn University agora fizeram um importante avanço:os físicos conduziram uma corrente por meio de nanofios banhados a ouro, que se montaram independentemente a partir de fitas simples de DNA. Seus resultados foram publicados na revista científica Langmuir .

À primeira vista, ele se assemelha a linhas minúsculas na frente de um fundo preto. Mas o que o microscópio eletrônico mostra de perto é que as estruturas do tamanho de nanômetros conectam dois contatos elétricos. O Dr. Artur Erbe, do Instituto de Física de Feixes de Íons e Pesquisa de Materiais, está satisfeito com o que vê. "Nossas medições mostraram que uma corrente elétrica é conduzida por esses minúsculos fios." Isso não é necessariamente evidente, o físico enfatiza. Estamos, Afinal, lidar com componentes feitos de DNA modificado. Para produzir os nanofios, os pesquisadores combinaram uma longa fita única de material genético com segmentos de DNA mais curtos através dos pares de bases para formar uma fita dupla estável. Usando este método, as estruturas assumem independentemente a forma desejada.

"Com a ajuda dessa abordagem, que se assemelha ao origami de técnica de dobragem de papel japonês e, portanto, é conhecido como origami de DNA, podemos criar padrões minúsculos, "explica o pesquisador do HZDR." Circuitos extremamente pequenos feitos de moléculas e átomos também são concebíveis aqui. "Essa estratégia, que os cientistas chamam de método "ascendente", visa virar a produção convencional de componentes eletrônicos de ponta-cabeça. "A indústria tem usado até agora o que é conhecido como método 'top-down'. Grandes porções são cortadas do material de base até que a estrutura desejada seja alcançada. Em breve, isso não será mais possível devido à miniaturização contínua." A nova abordagem é, em vez disso, orientada para a natureza:moléculas que desenvolvem estruturas complexas por meio de processos de automontagem.

Pontes Douradas Entre Eletrodos

Os elementos que assim se desenvolvem seriam substancialmente menores do que os menores componentes de chip de computador de hoje. Circuitos menores poderiam teoricamente ser produzidos com menos esforço. Há, Contudo, um problema:"A matéria genética não conduz uma corrente muito bem, ", ressalta Erbe. Ele e seus colegas colocaram, portanto, nanopartículas banhadas a ouro nos fios de DNA usando ligações químicas. Usando um método" de cima para baixo "- litografia por feixe de elétrons - eles subsequentemente fazem contato com os fios individuais eletronicamente." Esta conexão entre os eletrodos substancialmente maiores e as estruturas individuais de DNA encontraram dificuldades técnicas até agora. Ao combinar os dois métodos, podemos resolver esse problema. Poderíamos, assim, determinar com muita precisão o transporte de carga através de fios individuais pela primeira vez, "acrescenta Erbe.

Como os testes dos pesquisadores de Dresden mostraram, uma corrente é realmente conduzida através dos fios folheados a ouro - é, Contudo, dependente da temperatura ambiente. "O transporte de carga é reduzido simultaneamente à medida que a temperatura diminui, "descreve Erbe." Em temperatura ambiente normal, os fios funcionam bem, mesmo que os elétrons devam pular parcialmente de uma partícula de ouro para a próxima porque eles não se fundiram completamente. A distancia, Contudo, é tão pequeno que atualmente nem aparece nos microscópios mais avançados. "Para melhorar a condução, A equipe de Artur Erbe tem como objetivo incorporar polímeros condutores entre as partículas de ouro. O físico acredita que o processo de metalização também pode ser aprimorado.

Ele é, Contudo, geralmente satisfeito com os resultados:"Pudemos demonstrar que os fios de DNA banhados a ouro conduzem energia. Na verdade, ainda estamos na fase de pesquisa básica, É por isso que estamos usando ouro em vez de um metal com melhor custo-benefício. Nós temos, no entanto, deu um passo importante, o que poderia tornar os dispositivos eletrônicos baseados em DNA possíveis no futuro. "