p Usando origami de DNA como plataforma para construir nanoarquiteturas supercondutoras. (esquerda) Ilustração esquemática de um nanofio de DNA revestido com nitrato de nióbio suspenso acima de um canal de nitreto de silício / óxido de silício. (direita) Imagem de microscópio eletrônico de varredura de alta resolução (SEM HR-SEM) do canal (imagem em preto) no qual o nanofio de DNA está suspenso. Na imagem, o canal parece descontínuo, refletindo o DNA suspenso nele (marcado por um retângulo laranja tracejado). A distância entre os dois lados do canal é de ~ 50 nanômetros, e a largura do nanofio revestido com nitrato de nióbio em seu ponto mais estreito é de ~ 25 nanômetros. Crédito:Lior Shani, Philip Tinnefeld, Yafit Fleger, Amos Sharoni, Boris Shapiro, Avner Shaulov, Oleg Gang, e Yosef Yeshurun
p A busca por componentes eletrônicos cada vez menores levou um grupo internacional de pesquisadores a explorar o uso de blocos de construção moleculares para criá-los. O DNA é capaz de se automontar em estruturas arbitrárias, mas o desafio de usar essas estruturas para circuitos nanoeletrônicos é que os filamentos de DNA devem ser convertidos em fios altamente condutores. p Inspirado em trabalhos anteriores usando a molécula de DNA como modelo para nanofios supercondutores, o grupo aproveitou um recente avanço da bioengenharia conhecido como origami de DNA para dobrar o DNA em formas arbitrárias.
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AIP Advances , pesquisadores da Universidade Bar-Ilan, Ludwig-Maximilians-Universität München, Universidade Columbia, e o Laboratório Nacional de Brookhaven descrevem como explorar o origami de DNA como uma plataforma para construir nanoarquiteturas supercondutoras. As estruturas que eles construíram são endereçáveis com precisão nanométrica que podem ser usadas como um modelo para arquiteturas 3-D que não são possíveis hoje por meio de técnicas convencionais de fabricação.
p O processo de fabricação do grupo envolve uma abordagem multidisciplinar, a saber, a conversão das nanoestruturas de origami de DNA em componentes supercondutores. E o processo de preparação de nanoestruturas de origami de DNA envolve dois componentes principais:um DNA de fita simples circular como suporte, e uma mistura de fios curtos complementares atuando como grampos que determinam a forma da estrutura.
p Usando origami de DNA como uma plataforma para construir nanoarquiteturas supercondutoras. Imagem de microscopia eletrônica de transmissão (TEM) de fios de origami de DNA antes do revestimento. Crédito:Lior Shani, Philip Tinnefeld, Yafit Fleger, Amos Sharoni, Boris Shapiro, Avner Shaulov, Oleg Gang, e Yosef Yeshurun
p "No nosso caso, a estrutura é um fio de origami de DNA de aproximadamente 220 nanômetros de comprimento e 15 nanômetros de largura, "disse Lior Shani, da Universidade Bar-Ilan em Israel. "Nós soltamos os nanofios de DNA em um substrato com um canal e os revestimos com nitreto de nióbio supercondutor. Em seguida, suspendemos os nanofios sobre o canal para isolá-los do substrato durante as medições elétricas."
p O trabalho do grupo mostra como explorar a técnica de origami de DNA para fabricar componentes supercondutores que podem ser incorporados em uma ampla gama de arquiteturas.
p "Supercondutores são conhecidos por executar um fluxo de corrente elétrica sem dissipações, "disse Shani." Mas os fios supercondutores com dimensões nanométricas dão origem a flutuações quânticas que destroem o estado supercondutor, o que resulta no aparecimento de resistência em baixas temperaturas. "
p Usando um alto campo magnético, o grupo suprimiu essas flutuações e reduziu cerca de 90% da resistência.
p "Isso significa que nosso trabalho pode ser usado em aplicações como interconexões para nanoeletrônica e novos dispositivos baseados na exploração da flexibilidade do origami de DNA na fabricação de arquiteturas supercondutoras 3-D, como magnetômetros 3-D, "disse Shani.