Los fabricantes de electrónica buscan constantemente formas de hacer chips de computadora más rápidos y baratos, a menudo reduciendo los costos de producción o reduciendo el tamaño de los componentes. Ahora, los investigadores informan que el ADN, el material genético de la vida, podría ayudar a lograr este objetivo cuando se transforma enformas específicas a través de un proceso que recuerda el antiguo arte del plegado de papel.
Los investigadores presentan su trabajo hoy en la 251ª Reunión y Exposición Nacional de la American Chemical Society ACS.
"Nos gustaría usar el tamaño muy pequeño del ADN, las capacidades de emparejamiento de bases y la capacidad de autoensamblar, y dirigirlo para hacer estructuras a nanoescala que puedan usarse para la electrónica", dice Adam T. Woolley, Ph.D.Explica que las características más pequeñas en los chips producidos actualmente por los fabricantes de productos electrónicos son de 14 nanómetros de ancho. Eso es más de 10 veces mayor que el diámetro del ADN monocatenario, lo que significa que este material genético podría formar la base para chips de menor escala.
"El problema, sin embargo, es que el ADN no conduce la electricidad muy bien", dice. "Así que usamos el ADN como un andamio y luego ensamblamos otros materiales en el ADN para formar componentes electrónicos".
Para diseñar chips de computadora similares en función a los que produce Silicon Valley, Woolley, en colaboración con Robert C. Davis, Ph.D., y John N. Harb, Ph.D., en la Universidad Brigham Young, está construyendosobre el trabajo previo de otros grupos sobre origami de ADN y nanofabricación de ADN.
La forma más familiar de ADN es una doble hélice, que consiste en dos cadenas simples de ADN. Las bases complementarias en cada cadena se emparejan para conectar las dos cadenas, al igual que los peldaños en una escalera retorcida. Pero para crear una estructura de origami de ADN, los investigadores comienzan con una larga cadena de ADN. La cadena es flexible y flexible, algo así como un cordón de zapato. Los científicos luego la mezclan con muchas otras cadenas cortas de ADN, conocidas como "grapas", que utilizan el emparejamiento de bases para uniry reticular múltiples segmentos específicos de la hebra larga para formar la forma deseada.
Sin embargo, el equipo de Woolley no se contenta con simplemente replicar las formas planas que se usan típicamente en los circuitos bidimensionales tradicionales. "Con dos dimensiones, la densidad de componentes que puede colocar en un chip es limitada", explica Woolley ".Si puede acceder a la tercera dimensión, puede incluir muchos más componentes ".
Kenneth Lee, un estudiante universitario que trabaja con Woolley, ha construido una estructura de origami de ADN en forma de tubo en 3-D que se adhiere como una chimenea de sustratos, como el silicio, que formará la capa inferior de su chip. Lee tieneestado experimentando con la fijación de cadenas cortas adicionales de ADN para sujetar otros componentes como partículas de oro de tamaño nano en sitios específicos en el interior del tubo. El objetivo final de los investigadores es colocar dichos tubos y otras estructuras de origami de ADN, en sitios particularesen el sustrato. El equipo también vincularía las nanopartículas de oro de las estructuras con nanocables semiconductores para formar un circuito. En esencia, las estructuras de ADN sirven como vigas sobre las cuales construir un circuito integrado.
Lee está probando actualmente las características del ADN tubular. Planea unir componentes adicionales dentro del tubo, con el objetivo eventual de formar un semiconductor.
Woolley señala que una instalación de fabricación de chips convencional cuesta más de $ 1 mil millones, en parte porque el equipo necesario para lograr las minúsculas dimensiones de los componentes del chip es costoso y porque el proceso de fabricación de varios pasos requiere cientos de instrumentos. En contraste, una instalaciónAfirma que eso aprovecha la habilidad del ADN para el autoensamblaje probablemente implicaría una financiación inicial mucho más baja: "La naturaleza funciona a gran escala y es realmente buena para ensamblar cosas de manera confiable y eficiente", dice.aplicado en la fabricación de circuitos para computadoras, existe la posibilidad de grandes ahorros de costos "
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Sociedad Americana de Química . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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