Poiché la continua miniaturizzazione nella microelettronica sta già iniziando a raggiungere i limiti fisici, i ricercatori stanno cercando nuovi metodi per la fabbricazione di dispositivi. Un candidato promettente è la tecnica dell'origami del DNA in cui singoli filamenti della biomolecola si autoassemblano in nanostrutture di forma arbitraria. La formazione di interi circuiti, però, richiede il posizionamento controllato di queste strutture di DNA su una superficie, cosa che in precedenza era possibile solo utilizzando tecniche molto elaborate. Ora, i ricercatori dell'Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) hanno escogitato una strategia più semplice che combina gli origami del DNA con la formazione di modelli auto-organizzati. Il metodo dei ricercatori è riportato sulla rivista scientifica Nanoscala problema attuale.

Il Dr. Adrian Keller dell'HZDR Institute of Ion Beam Physics and Materials Research descrive il nuovo metodo:"La sua bellezza sta nel fatto che stiamo semplicemente permettendo alla natura di fare il suo corso non appena abbiamo creato la struttura necessaria". Nella tecnica dell'origami del DNA, le strutture del DNA si autoassemblano quando lunghi filamenti della biomolecola si piegano in complessi, forme nanometriche predefinite accoppiando con più filamenti di DNA più piccoli. I fisici hanno utilizzato la tecnica per produrre piccoli tubi con lunghezze di 412 nanometri e diametri di sei nanometri. Queste strutture possono essere utilizzate come impalcature per la produzione di componenti nanoelettronici come i nanofili.

Per allineare questi nanotubi sulla superficie, i ricercatori hanno attinto a un principio di auto-organizzazione che in realtà è abbastanza comune in natura. Il vento può ad esempio formare modelli ordinati su una spiaggia sabbiosa. "Processi simili sono in atto qui, " spiega Keller. "Irradiamo la superficie su cui vogliamo posizionare le nanostrutture - nel nostro caso, i wafer di silicio - con ioni. Ciò si traduce nella comparsa spontanea di nanopattern ordinati che assomigliano a dune di sabbia in miniatura. A quel punto, il nostro lavoro è praticamente finito poiché i processi naturali stanno prendendo il sopravvento e stanno facendo tutto il lavoro".

Attraverso interazioni elettrostatiche tra le nanostrutture di DNA cariche e la superficie caricata, i nanotubi si allineano nelle valli delle dune. Dice Keller:"Questa tecnica funziona così bene che non solo i piccoli tubi seguono i modelli ondulati, replicano anche occasionali difetti del modello. Il che significa che questa tecnica dovrebbe consentire anche la produzione di nanocomponenti curvi." Il massimo grado di allineamento che i ricercatori di Dresda sono stati in grado di ottenere era a una lunghezza d'onda del modello di 30 nanometri. "Vero, stiamo solo osservando una resa totale del 70 percento di nanotubi che seguono perfettamente lo schema, " ammette Keller. "Ma è comunque impressionante considerando il processo naturale che abbiamo usato".

Perché a differenza degli approcci precedenti, secondo Keller, la nuova tecnica è veloce, a buon mercato, e semplice. "Fino ad ora, abbiamo dovuto attingere a tecniche litografiche e trattare la superficie con sostanze chimiche per allineare le nanostrutture del DNA. Sebbene ciò produca il risultato desiderato, tuttavia complica i processi. La nostra nuova tecnica offre un'alternativa molto più semplice." Poiché l'allineamento dei tubicini si basa esclusivamente sull'interazione elettrostatica con la superficie prestrutturata, utilizzando questo particolare metodo i nanotubi potrebbero anche essere organizzati in matrici più complesse come i circuiti elettronici. Keller è convinto che possano essere collegati a singoli transistor, ad esempio, e collegarli elettricamente:"In questo modo, I nanocomponenti basati sul DNA potrebbero essere integrati in dispositivi tecnologici e contribuire a un'ulteriore miniaturizzazione".