Il tempo, costoso processo di sequenziamento delle molecole di DNA:una tecnologia utilizzata per identificare, diagnosticare e possibilmente trovare cure per le malattie - potrebbe diventare molto più veloce ed economico grazie a un nuovo metodo di nanofabbricazione che sfrutta i vuoti d'aria di dimensioni nanometriche, o nanocrack, in materiali elettricamente conduttivi.

Uno studente di dottorato al KTH Royal Institute of Technology, Valentino Dubois, ha presentato la nuova tecnica nella sua tesi, affermando che i risultati offrono una possibile alternativa agli attuali processi di sequenziamento ottico del DNA, che si affidano a ingombranti, attrezzature costose. Il lavoro è stato svolto in collaborazione con i suoi supervisori.

"Il nostro metodo può, in linea di principio, consentire lo sviluppo di sequenziatori di DNA costituiti da una semplice docking station collegata tramite USB, in una dimensione equivalente a un piccolo smartphone, costa meno di 100€, "Dice Dubois. "E chiunque potrebbe usarlo senza alcun addestramento speciale. Auspicabilmente, sarà possibile determinare il corredo genetico di una persona in meno di un'ora, invece di giorni, come avviene oggigiorno».

elettrodi Nanogap, fondamentalmente una coppia di elettrodi con uno spazio nanometrico tra loro, stanno attirando l'attenzione come impalcature per studiare, senso, o sfruttare le più piccole strutture stabili presenti in natura:le molecole. Nella sua tesi Crack-junctions:Bridging the gap between nano electronics and giga manufacturing, Valentin Dubois descrive come applicare le proprietà uniche delle nanocracks in materiali elettricamente conduttivi come un nuovo modo di produrre coppie di elettrodi con traferri di nanometri.

I ricercatori hanno dimostrato che la loro tecnica potrebbe produrre un tipo di nanostruttura elettrica chiamata giunzione tunnel, che richiede il minimo traferro, nell'ordine di pochi nanometri. Inoltre, le dimensioni di un traferro generato dalla fessurazione possono essere controllate utilizzando la tecnologia di microfabbricazione convenzionale. "Questo è ciò che differenzia davvero la nostra tecnologia da altri lavori sul campo, che non è in grado di controllare facilmente l'ampiezza delle fessure che si formano, "dice Dubois.

La tecnologia non è solo in grado di produrre i più piccoli traferri, ma lo fa in modo scalabile, consentendo di fabbricarne milioni in parallelo, lui dice.

"Ho scoperto che le giunzioni tunnel create in questo modo potrebbero risolvere le principali sfide tecnologiche affrontate oggi nella nanoscienza. Le giunzioni tunnel definite da crepe hanno il potenziale per consentire configurazioni sperimentali ancora non esaminate per esplorare e utilizzare la fisica, e presto biologia, a livello nano e molecolare, " lui dice.

Dopo aver conseguito il dottorato di ricerca, Dubois lavorerà a tempo pieno sulle tecnologie del DNA come Wallenberg Postdoctoral Fellow presso il Broad Institute di Boston.

"Avrò accesso a collaboratori e ambienti di ricerca di prim'ordine per dare alla mia tecnologia le migliori possibilità di successo. Per me, è anche una grande esperienza conoscere i temi caldi della sanità e della genomica, e quali sono i problemi importanti da risolvere. Spero di imparare molto lì, e svilupparsi come ricercatore, ma anche come imprenditore, " lui dice.