ДНК: еще один шаг к массовому нанопроизводству

Наука
мобильная версия

Ученые из Университета Дюка использовали свойства рекомбинации молекул ДНК, чтобы производить из них наноразмерные шаблоны для массового производства новых интегральных схем.

Вместо традиционно применяемого для этих целей кремния ученые использовали молекулярные цепочки ДНК. Это позволило им создать шаблонные сетки, с размерами ячеек от 5 до 10 нанометров. Для сравнения — в кремневых шаблонах размеры ячеек — 65 нм. Для демонстрации возможностей серийного производства новых шаблонов ученые создали партии из триллионов "D"-, "N"- и "A"-образных схем. Добиться такой массовости удалось используя «строительные» свойства ДНК, молекулы которой при большой их концентрации всегда самостоятельно собираются в специфические комбинации.

«Наша технология позволяет собирать шаблоны как минимум в 10 раз меньшие, чем лучшая из современных техник кремниевой фотолитографии», — сказал Том ЛаБин (Thom LaBean), профессор информатики из Университета Дюка. Группа ученых, входящих в сообщество TROIKA, под руководством ЛаБина и его ассистента Кристофера Дайера (Christopher Dwyer) сначала создала крошечные строительные блоки, каждый из которых содержал крестообразные комбинации из ДНК с петлей в центре для присоединения других блоков или молекул протеина, необходимых для того, чтобы структура конструкции была различима под атомным силовым микроскопом (AFM). Каждое ответвление «креста» длиной 10 нм содержит пару «свободных коннекторов», которые имеют тенденцию присоединяться только к определенным основаниям. В результате такие блоки в смеси самостоятельно собираются в нужные структуры.

В экспериментах ученые сделали смесь из 16 видов строительных блоков, по триллиону единиц каждого вида, и блоки самостоятельно собрались в триллион одинаковых структур, размером 4х4.

«Самой сложной задачей был расчет правильной комбинации коннекторов, оптимальное решение удалось найти в университетском отделе лицензий и предприятий (базе знаний университета)», — сказал Дайер. Сейчас исследователи работают над созданием более сложных схем, включающих большее количество строительных блоков. Также они тестируют свою технологию для использования при создании крошечных биологических датчиков.