Немецкие учёные в в статье журнала Angewandte Chemieо писали новый метод производства стабильных проводящих ДНК-проводков.

Вы наверняка заметили, что электронные устройства становятся всё меньше, а их способности — всё шире. Одно плохо: с использованием традиционных материалов электронная промышленность очень скоро окажется в тупике, достигнув предела миниатюризации (для кремниевых транзисторов это 10–11 нм).

Электроника завтрашнего дня требует альтернативных материалов, таких как, скажем, нанопроволока из молекул ДНК, способная служить в качестве проводника или нанотранзистора для миниатюрных интегральных схем.

В публикации, появившейся в журнале Angewandte Chemie, немецкие учёные описали новый метод производства стабильных проводящих ДНК-проводков.

Рис. 1. Нанопроводок из металлизированной ДНК длиной в 2.3 микрометра, натянутый между двумя контактами (микрофотография Wiley-VCH).

ДНК не просто носитель генетической информации. Это ещё и интереснейший строительный материал для нанотехнологии. А всё благодаря её экстраординарной способности к самоорганизации. Так, эта биологическая молекула часто используется в качестве шаблона при производстве наноразмерных структур. Однако её применение для построения электронных схем затруднительно из-за того, что ДНК не слишком хороший электропроводник. Решить эту проблему можно с помощью металлизации — нанесения металлического покрытия на нити молекул ДНК.

Учёные из Технологического института в Ахене (RWTH Aachen) и Мюнхенского университета (оба — Германия) представили технологию контролируемой металлизации наноструктур ДНК.

Группа под руководством Ульриха Симона использовала отдельные ДНК-нити, состоящие из последовательностей, для иммобилизации готовой молекулы на подложке и металлизации. Несколько таких связанных вместе нитей образуют ДНК- молекулу.

Последовательность для иммобилизации содержит алкиновые группы, что позволяет закреплять ДНК в нужном положении на кремниевой пластине, покрытой азидными группами, используя click-реакцию. Другой сегмент ДНК отвечает двум задачам: он снабжён функциональными группами, обеспечивающими как агрегацию серебряных частиц, так и связывание отдельных нитей ДНК друг с другом.

ДНК-нити вытягиваются при нанесении на подложку и закрепляются на ней посредством click-реакции. При последующей металлизации серебряными частицами соседние нити одновременно сшиваются, образуя многониточные молекулы. Это, как говорят авторы методики, обеспечивает гораздо более высокую структурную стабильность по сравнению с одиночными нитями.

В будущем технология может быть использована для интегрирования ДНК-нитей в программируемые ДНК-архитектуры, дабы обеспечить точное позиционирование и сцепление сложных структур на предварительно структурированных субстратах.

Процесс металлизации не заканчивается нанесением наночастиц серебра. На второй стадии, напоминающей проявку фотографий, золото из раствора осаждается на серебряных частицах. Изменения в продолжительности процесса золочения дают возможность варьировать диаметр получающихся нанопроводков.

Таким образом, метод позволяет получать нанопровода длиной до нескольких микрометров, готовые для прямого включения в электрическую цепь.