p Uma equipe de pesquisadores da Rússia e Israel, incluindo cientistas do MIPT, fez nanofios a partir de moléculas de DNA e nanopartículas de prata. Os resultados da pesquisa foram publicados em Materiais avançados e são destaque na capa da revista. p Conforme os circuitos e dispositivos se tornam menores e mais eficientes, a eletrônica convencional está se aproximando de um limite tecnológico. Para melhorar e miniaturizar dispositivos elétricos e ópticos, são necessários componentes nanométricos. Uma abordagem promissora é optar pela eletrônica molecular, que são baseados em componentes de uma única molécula. Os nanofios podem ser usados ​​como o componente básico em circuitos. A estrutura do DNA e sua capacidade de automontagem o tornam uma molécula muito conveniente para a fabricação de nanofios.

p "Se as moléculas de DNA exibissem condutividade elétrica duradoura, logo veríamos uma nova geração de circuitos eletrônicos e dispositivos elétricos. Contudo, a condutividade do DNA passa a ser muito baixa em algumas circunstâncias, especialmente quando a molécula é depositada em um substrato duro. Descobrimos que uma molécula de DNA composta de pares de guanina-citosina (GC-DNA) pode interagir com nanopartículas de prata 'capturando' os átomos do metal. À medida que os átomos de prata são introduzidos no DNA, a molécula sofre metalização, "diz Dmitry Klinov, o chefe do Laboratório de Nanotecnologias Médicas do Centro Federal de Pesquisa e Clínica de Medicina Físico-Química e professor do Departamento de Medicina Molecular e Translacional do MIPT.

p As propriedades intrigantes do DNA não se limitam à capacidade de armazenar informações genéticas. É um dos principais candidatos a nanocondutores para uso em eletrônica molecular. Os autores do estudo revelaram uma série de características peculiares do DNA em suas pesquisas anteriores. Em primeiro lugar, ele exibe propriedades supercondutoras quando colocado entre dois supercondutores (um fenômeno conhecido como supercondutividade induzida por proximidade). Em segundo lugar, as moléculas de DNA podem efetuar o transporte de carga, mas sua condutividade varia dependendo do substrato em que são depositados. O transporte de carga pode ser facilitado pela introdução de átomos de metal ao longo da fita dupla, embora seja difícil conseguir sua distribuição uniforme ao longo de todo o comprimento da molécula. Como resultado, a metalização não ocorre em algumas regiões da molécula, o que prejudica sua condutividade elétrica geral. Os autores do estudo descobriram que o GC-DNA, que é feito de uma fita de guanina e uma fita complementar de citosina, pode ser tratado com nanopartículas de prata para produzir uma estrutura metalizada uniformemente.

p A metalização é um processo relativamente simples que envolve adicionar GC-DNA a uma solução de nanopartículas de prata revestidas com oligonucleotídeos e incubá-la por dois a três dias. As partículas interagem com o DNA doando seus átomos (veja o diagrama), e, eventualmente, toda a molécula é uniformemente metalizada. Os cientistas se referem à molécula baseada em DNA resultante como E-DNA (a letra E significa "elétrica"). O E-DNA é mais rígido e mais resistente à deformação mecânica do que o DNA canônico de fita dupla (dsDNA). Também não é digerido pelas enzimas específicas da molécula original. Conforme demonstrado pela microscopia de força atômica, a molécula de E-DNA tem uma altura aumentada (1,1 nm), em comparação com o dsDNA original (0,7 nm).

p "Uma vez que os átomos de metal são distribuídos uniformemente ao longo da molécula de DNA, esperamos que o nanofio seja um bom condutor, "explica Dmitry Klinov.

p A equipe planeja conduzir pesquisas adicionais sobre as propriedades do E-DNA e os mecanismos de metalização.