ADN Origami permite fabricarea nano-firelor supraconductoare pentru circuitele nanoelectronice ale viitorului

Producția de circuite nanoelectronice din viitor tocmai a devenit mult mai interesantă, datorită ADN origami.

Căutarea componentelor electronice din ce în ce mai mici a condus un grup internațional de cercetători să exploreze folosirea unor blocuri moleculare pentru a le crea. ADN-ul este capabil să se auto-asambleze în structuri arbitrare, dar provocarea cu utilizarea acestor structuri pentru circuite nanoelectronice este că firele de ADN trebuie convertite în fire extrem de conductive.

Inspirat de lucrările anterioare care foloseau molecula de ADN ca model pentru nanocablele supraconductoare, grupul a beneficiat de o descoperire recentă în bioinginerie cunoscută sub numele de origami ADN pentru a plia ADN-ul în forme arbitrare.

ÎN Progrese în AIP, de AIP Publishing, cercetător la Universitatea din Bar-Ilan, Ludwig-Maximilians-Universität München, Universitatea Columbiași Laboratorul Național Brookhaven descriu cum se folosește origami ADN ca platformă pentru a construi nanoarhitecturi supraconductoare. Structurile pe care le-au construit sunt adresabile cu precizie nanometrică care pot fi utilizate ca model pentru arhitecturi 3D care nu sunt posibile astăzi prin tehnici de fabricație convenționale.

Tela DNA Origami

Folosirea origami-ului ADN ca platformă pentru a construi nanoarhitecți supraconductori. Imagine cu microscopie electronică de transmisie (TEM) a firelor de ADN origami înainte de acoperire. Credite: Lior Shani, Philip Tinnefeld, Yafit Fleger, Amos Sharoni, Boris Shapiro, Avner Shaulov, Oleg Gang și Yosef Yeshurun

Procesul de fabricare a grupului implică o abordare multidisciplinară, și anume conversia nanostructurilor ADN origami în componente supraconductoare. Iar procesul de preparare a nanostructurilor de ADN origami implică două componente principale: un ADN circular cu un fir de schele și un amestec de fire scurte complementare care acționează ca materiale care determină forma structurii.

„În cazul nostru, structura este un fir origami de aproximativ 220 nanometri lungime și 15 nanometri lățime ADN”, a spus Lior Shani, de la Universitatea Bar-Ilan din Israel. “Aruncam nanofirele ADN pe un substrat cu un singur canal și le acoperim cu nitrură de niobiu supraconductoare. Apoi suspendăm nanofilele peste canal pentru a le izola de substrat în timpul măsurătorilor electrice”

Lucrarea de grup arată cum se folosește tehnica ADN origami pentru a crea componente supraconductoare care pot fi încorporate într-o gamă largă de arhitecturi.

Nanofir ADN acoperit cu azotat de nicotină

Folosirea origami-ului ADN ca platformă pentru a construi nanoarhitecți supraconductori. (stânga) Ilustrația schematică a unui ADN nanovar acoperit cu azotat de niobiu suspendat pe un canal de nitrură de siliciu / oxid de siliciu. (dreapta) Imagine cu microscop electronic cu scanare de înaltă rezoluție (HR-SEM) a canalului (în negru în imagine) în care este suspendat nanofirul ADN. În imagine, canalul apare neîntrerupt, reflectând ADN-ul suspendat prin el (marcat de dreptunghiul portocaliu rupt). Distanța dintre cele două părți ale canalului este de 50 nanometri, iar lățimea nanoundelor acoperite cu azotat de niobiu în cel mai îngust punct este de 25 nanometri. Credite: Lior Shani, Philip Tinnefeld, Yafit Fleger, Amos Sharoni, Boris Shapiro, Avner Shaulov, Oleg Gang și Yosef Yeshurun

“Se știe că supraconductorii conduc un curent electric fără distribuție”, a spus Shani. „Dar firele supraconductoare cu dimensiuni nanometrice creează fluctuații cuantice care distrug starea supraconductoare, ceea ce duce la apariția rezistenței la temperaturi scăzute”.

Folosind un câmp magnetic ridicat, banda a suprimat aceste fluctuații și a redus rezistența cu aproximativ 90%.

„Aceasta înseamnă că munca noastră poate fi utilizată în aplicații precum interconectările pentru nanoelectronică și dispozitive noi bazate pe utilizarea flexibilității origami a ADN-ului în fabricarea arhitecturilor supraconductoare 3D, cum ar fi magnetometrele 3D”, a spus Shani.

Referință: „Nano supraconductor bazat pe ADN origami” de Lior Shani, Philip Tinnefeld, Yafit Fleger, Amos Sharon, Boris Ya. Shapiro, Avner Shaulov, Oleg Gang și Yosef Yeshurun, 19 ianuarie 2021, Progrese în AIP.
DOI: 10.1063 / 5.0029781

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Zirconii antici datează începutul tectonicii plăcilor în urmă cu 3,6 miliarde de ani – un eveniment critic pentru a face pământul ospitalier pentru viață

Zirconii examinați de echipa de cercetare, fotografiați cu catodoluminiscență, tehnică cu care echipa a putut vizualiza interiorul cristalelor cu un microscop electronic cu scanare...

Putem face opioidele mai puțin dependente? [Video]

În 2017, milioane de oameni din întreaga lume erau dependenți de opioide și 115.000 au murit din cauza unui supradozaj. Opioidele sunt cele mai puternice...

Măsurile neconvenționale împotriva pandemiei și apărării nucleare pot proteja omenirea de catastrofe catastrofale

Lansarea mânerului SM-3 Block IB de la un crucișător cu rachete ghidate USS Lake Erie (CG 70). Credit: Marina SUA În curând viața pe...

Situl de legare a anticorpilor conservat în variantele de virus COVID-19 – impact mare pentru vaccinurile viitoare

O echipă de cercetare Penn State a descoperit că proteinele N din barza-covi-2 sunt stocate în toate coronavirusurile epidemice legate de îngrășăminte (sus, stânga:...

Mișcări ale electronilor de ceas în interiorul unui atom: viteza obturatorului de o milionime dintr-o miliardime de secundă

Reprezentarea artistică a experimentului. Întârzierea inerentă între emisia celor două tipuri de electroni duce la o elipsă caracteristică în datele analizate. În...

Newsletter

Subscribe to stay updated.