Fisici e chimici di Leida sono riusciti a portare due strati di grafene così vicini che una corrente elettrica salta spontaneamente attraverso. Nel futuro, ciò potrebbe consentire agli scienziati di studiare i bordi del grafene e di utilizzarli per il sequenziamento del DNA con una precisione superiore alle tecnologie esistenti. Lo studio è pubblicato su Nano lettere .

Come si studia un oggetto così piccolo da non riflettere nemmeno la luce? In questo caso, ai fisici piace inviare una corrente per misurarne la conduttanza, che rivela molte proprietà. Per oggetti estremamente piccoli come molecole, questo è più facile a dirsi che a farsi. I ricercatori avrebbero bisogno di elettrodi più piccoli della molecola. I gruppi di ricerca di Leiden del fisico Jan van Ruitenbeek e del chimico Grégory F. Schneider hanno ideato un modo per evitare questo problema. Hanno inclinato due fogli di grafene dello spessore di un atomo in modo che si incontrassero solo in un punto, dove gli elettroni saltano da uno strato all'altro.

I precedenti tentativi con elettrodi di grafene sono falliti perché gli strati sono flosci per natura. Gli scienziati di Leida li hanno depositati su un substrato di silicio, rendendoli rigidi fino al bordo. Hanno portato entrambi gli strati abbastanza vicini da far sì che si verificasse il tunneling, un fenomeno quantomeccanico in cui gli elettroni saltano spontaneamente su un materiale vicino, anche se non c'è un contatto diretto. Qualsiasi piccolo oggetto in mezzo migliorerà il tunneling. Il numero di elettroni che attraversano il tunnel rivela alcune delle proprietà del materiale.

Un'applicazione futura promettente potrebbe essere il sequenziamento del DNA. Quando un singolo filamento di DNA passa attraverso lo stretto spazio tra gli strati di grafene, le sue lettere nucleotidiche A, C, G e T consentiranno alternativamente il passaggio di un numero diverso di elettroni. Da questa, gli scienziati potrebbero essere in grado di leggere un filamento di DNA in tempi relativamente brevi. Van Ruitenbeek dice, "Le aziende stanno ora sviluppando un altro metodo in cui fanno passare un filamento di DNA attraverso un foro che ha anche acqua che scorre con particelle caricate elettricamente. Dalla forza della corrente, sanno quale lettera base sta parzialmente bloccando il buco. Il nostro metodo è potenzialmente molto più accurato. O meglio ancora, potremmo combinare entrambi i metodi in futuro".

Schneider:"Un altro importante passo successivo è scansionare i bordi del grafene, che è attraente quanto il sequenziamento del DNA. La chimica ai margini del grafene è estremamente difficile da sondare, e ora abbiamo un dispositivo molto preciso per farlo."