(PhysOrg.com) -- Usando un concetto chiamato DNA origami, I ricercatori dell'Arizona State University stanno cercando di aprire la strada alla produzione delle prossime generazioni di prodotti elettronici.
Stanno perseguendo progressi nella nanotecnologia che hanno il potenziale per consentire la creazione di componenti più piccoli per l'elettronica di consumo e industriale come iPod, iPad e dispositivi simili.
I produttori vogliono rendere i dispositivi più piccoli e "intelligenti". aumentando anche la capacità dei componenti di eseguire una serie di calcoli, comunicazione e funzioni multimediali.
Rendere questi componenti più piccoli diventerebbe molto più costoso utilizzando l'attuale metodo di produzione di componenti microelettronici come le unità di elaborazione centrale (CPU) di tutti i computer.
Hongbin Yu e Hao Yan di ASU stanno collaborando per sviluppare le basi di un nuovo metodo di produzione che mantenga bassi i costi.
Yu è un assistente professore alla School of Electrical, Computer, e Ingegneria Energetica, una delle scuole di ingegneria Ira A. Fulton dell'ASU. Yan è professore presso il Dipartimento di Chimica e Biochimica del College of Liberal Arts and Sciences dell'ASU.
I dettagli dei loro progressi sono stati recentemente riportati in Nano lettere , una delle principali riviste di nanoscienza e tecnologia pubblicata dall'American Chemical Society. La notizia è stata pubblicata anche su Chemistry World, un sito web di notizie scientifiche e tecnologiche della Royal Society of Chemistry, la principale organizzazione europea per il progresso delle scienze chimiche.
Yu spiega che lui e Yan stanno esplorando "come utilizzare la litografia dall'alto verso il basso combinata con nanostrutture autoassemblanti dal basso verso l'alto modificate per guidare il posizionamento delle nanostrutture sulla superficie del wafer di silicio".
La litografia top-down è un processo mediante il quale gli elementi del circuito elettrico su un wafer di silicio sono costruiti tagliando e incidendo, in un modo simile a come sono fatte le sculture. È così che vengono prodotti i chip dei computer di oggi.
L'autoassemblaggio bottom-up è un processo in cui molecole e/o materiali su scala nanometrica vengono autoassemblati nelle strutture desiderate utilizzando legami chimici o varie interazioni simili.
Yu e Yan hanno scoperto un modo per utilizzare il DNA per combinare efficacemente la litografia dall'alto verso il basso con il legame chimico che implica l'autoassemblaggio dal basso verso l'alto.
Si tratta di una tecnica di progettazione "origami del DNA" simile all'arte tradizionale giapponese o alla tecnica di piegare la carta in forme decorative o rappresentative. Consente ai filamenti di DNA di essere piegati in qualcosa di simile a un pannello forato su cui possono essere attaccate diverse molecole.
Consentire a varie molecole di attaccarsi al DNA produce configurazioni di nanostrutture più piccole, aprendo così la strada alla costruzione di componenti di dispositivi elettronici più piccoli.
In passato si è dimostrato difficile combinare la litografia dall'alto verso il basso con l'autoassemblaggio dal basso verso l'alto perché le nanostrutture di DNA necessarie per realizzarlo si legherebbero indiscriminatamente alla piattaforma di silicio (chiamata substrato), il materiale su cui è installato un circuito elettronico. fabbricato.
"Ci sono state poche dimostrazioni di successo su come mettere queste nanostrutture assemblate dal basso verso l'alto sulla superficie del substrato dove vuoi che siano, "Yu spiega, "perché non puoi semplicemente eseguire questi dispositivi, devi sapere dove collegare cosa.”
Per risolvere il problema, Il team di ricerca di Yu ha prefabbricato una "nano-isola" d'oro in punti specifici su un substrato di silicio, quindi applicato l'origami di DNA che ha estremità chimiche specifiche che si legheranno solo all'isola d'oro e non al wafer di silicio. Ciò consente ai nanotubi di DNA di attaccarsi solo alle isole.
Il lavoro dimostra che è possibile utilizzare una doppia elica del DNA per costruire strutture unidimensionali e bidimensionali per consentire la produzione di dispositivi di memoria elettronici più piccoli, a un costo che sarebbe molto inferiore rispetto agli attuali metodi di produzione.
Sono necessari ulteriori progressi, Yu dice.
“Con questa dimostrazione siamo stati in grado di costruire modelli sulla superficie che consistono solo di nanotubi di DNA unidimensionali, ma la nostra ricerca mostra che è possibile produrre strutture bidimensionali e ancora più sofisticate che sono elementi costitutivi essenziali per circuiti elettronici su nanoscala, "Yu dice. "Quindi questo è solo l'inizio di molte affascinanti possibilità da realizzare".
