Queste sono immagini al microscopio elettronico a trasmissione di un nanoporo nel grafene. Il poro originale a sinistra cresce considerevolmente sotto l'influenza del fascio di elettroni. L'immagine a destra è la spora dopo quattro minuti a 800 °C. I pori si restringono o crescono a seconda della temperatura e dell'irradiazione del fascio di elettroni.
(Phys.org)—Gli ingegneri dell'Università del Texas a Dallas hanno utilizzato tecniche avanzate per rendere il materiale grafene abbastanza piccolo da leggere il DNA.
Ridurre le dimensioni di un poro di grafene a meno di un nanometro – abbastanza piccolo da infilare un filamento di DNA – apre la possibilità di utilizzare il grafene come strumento a basso costo per sequenziare il DNA.
"Il sequenziamento del DNA a un costo molto basso consentirebbe a scienziati e medici di prevedere e diagnosticare meglio le malattie, e anche adattare un farmaco al codice genetico di un individuo, " ha detto il dottor Moon Kim, professore di scienze e ingegneria dei materiali. È stato autore senior di un articolo raffigurato sulla copertina dell'edizione cartacea di settembre di Carbonio .
La prima lettura, o sequenziamento, di DNA umano dal gruppo di ricerca scientifica internazionale noto come Human Genome Project è costato circa $ 2,7 miliardi. Gli ingegneri hanno ricercato materiali nanomateriali alternativi in grado di infilare i filamenti di DNA per ridurre il costo a meno di $ 1, 000 a persona.
È stato dimostrato nel 2004 che la grafite può essere trasformata in un foglio di atomi di carbonio legati chiamati grafene, che si ritiene sia il materiale più resistente mai misurato. Poiché il grafene è sottile e resistente, i ricercatori hanno cercato modi per controllare la dimensione dei suoi pori. Non hanno avuto molto successo. Un sensore su nanoscala in grafene potrebbe essere integrato con l'elettronica esistente a base di silicio che è molto avanzata e tuttavia economica, per ridurre i costi.
In questo studio, Kim e il suo team hanno manipolato la dimensione del nanoporo utilizzando un fascio di elettroni da un microscopio elettronico avanzato e riscaldando in situ fino a una temperatura di 1200 gradi Celsius.
"Questa è la prima volta che la dimensione del nanoporo di grafene è stata controllata, soprattutto restringendolo, " ha detto Kim. "Abbiamo usato il riscaldamento ad alta temperatura e il fascio di elettroni contemporaneamente, una tecnica senza l'altra non funziona."
Ora che i ricercatori sanno che la dimensione dei pori può essere controllata, il prossimo passo nella loro ricerca sarà costruire un prototipo di dispositivo.
"Se potessimo sequenziare il DNA a buon mercato, le possibilità di prevenzione delle malattie, la diagnosi e il trattamento sarebbero illimitati, " ha detto Kim. "Controllare il grafene ci avvicina di un passo a far sì che ciò accada".
