Ученые из Токийского технологического института (Tokio Tech) достигли высокой электропроводности благодаря длинному соединению ДНК в конфигурации «молния», которое способно самовосстанавливаться при электрическом сбое. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Communications.

Команда ученых использовала две нити ДНК. В одной было 10 нуклеотидов (основная составляющая ДНК), а во второй — 90. Из каждой исследователи сформировали структуру, похожую на молнию, а затем прикрепили ее к золотой поверхности и к металлическому наконечнику туннельного микроскопа (прибор, который используют для изучения поверхностей на атомном уровне).

«Мы исследовали перенос электронов через одномолекулярный переход ДНК-молнии, который расположен перпендикулярно оси “нанозазора” между двумя металлами. Этот переход отличается от обычного не только конфигурацией ДНК, но и расположением», — пояснил доктор Томоаки Нишино из Токийского технологического института.

Команда обнаружила, что одномолекулярный переход с длинной ДНК показывает гораздо более высокую проводимость. Моделирование процесса показало, что это может быть связано с делокализованными π-электронами, которые свободно перемещаются в молекуле. Также ученые увидели, что одномолекулярный переход может восстанавливать себя после электрического сбоя, как бы переходить из состояния расстегнутой молнии в застегнутую.

Команда уверена, что их исследование поможет в развитии будущих технологий. Оно может стать основой для инноваций в наноразмерной электронике, которая в свою очередь произведет революцию в нанобиотехнологии, медицине и смежных областях.